JP4872499B2 - Diffraction grating member, optical device, and image display device - Google Patents

Diffraction grating member, optical device, and image display device Download PDF

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

本発明は、画像形成装置によって形成された２次元画像を観察者に観察させるために使用される光学装置、並びに、係る光学装置での使用に適した回折格子部材、及び、係る光学装置を組み込んだ画像表示装置に関する。   The present invention incorporates an optical device used for allowing an observer to observe a two-dimensional image formed by an image forming apparatus, a diffraction grating member suitable for use in the optical device, and the optical device. It relates to an image display device.

画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるために、反射型体積ホログラム回折格子を用いた画像表示装置が、例えば、ＷＯ ２００５／０９３４９３ Ａ１から周知である。   An image display device using a reflective volume hologram diffraction grating is known from, for example, WO 2005/094933 A1 in order to allow an observer to observe a two-dimensional image formed by an image forming device as an enlarged virtual image by a virtual image optical system. is there.

図２１の（Ａ）に概念図を示すＷＯ ２００５／０９３４９３ Ａ１に開示された画像表示装置１０は、画像形成装置１１と、画像形成装置１１から出射された光束を平行光束とするコリメート光学系１２と、コリメート光学系１２にて平行光束とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置１２０とから成る。そして、光学装置１２０は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２１、
（Ｂ）導光板２１に入射した光が導光板２１の内部で全反射されるように、導光板２１に入射した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材１３０、及び、
（Ｃ）導光板２１から光を出射するように、導光板２１の内部を全反射により伝播した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材１４０、
を備えている。ここで、図面の参照番号５０は、導光板２１から出射された光が入射する観察者の瞳である。尚、図２１の（Ａ）、あるいは、後述する、図２、図６、図１１の（Ａ）、図１５においては、導光板２１と第１回折格子部材との界面、あるいは、導光板２１と第２回折格子部材との界面で光が回折反射されるように図示しているが、実際には、第１回折格子部材の内部、及び、第２回折格子部材の内部で光が回折反射される。 An image display device 10 disclosed in WO 2005/094933 A1, whose conceptual diagram is shown in FIG. 21A, includes an image forming device 11 and a collimating optical system 12 that converts a light beam emitted from the image forming device 11 into a parallel light beam. And an optical device 120 that receives light that is collimated by the collimating optical system 12, is guided, and is emitted. The optical device 120 is
(A) The light guide plate 21 is incident after light is incident and propagates through the interior by total reflection;
(B) The first diffraction grating member 130 made of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate 21 so that the light incident on the light guide plate 21 is totally reflected inside the light guide plate 21. ,as well as,
(C) a second diffraction grating member 140 made of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light propagated through the interior of the light guide plate 21 by total reflection so as to emit light from the light guide plate 21;
It has. Here, reference numeral 50 in the drawing is an observer's pupil into which light emitted from the light guide plate 21 enters. 21A, FIG. 2, FIG. 6, FIG. 11A and FIG. 15, which will be described later, or the interface between the light guide plate 21 and the first diffraction grating member, or the light guide plate 21. Although light is diffracted and reflected at the interface between the first and second diffraction grating members, the light is actually diffracted and reflected inside the first diffraction grating member and inside the second diffraction grating member. Is done.

以下の説明において、回折格子部材における「回折領域」、「非回折領域」、「有効領域」、「非有効領域」を、次の意味で用いる。また、全反射という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。   In the following description, “diffraction area”, “non-diffractive area”, “effective area”, and “ineffective area” in the diffraction grating member are used in the following meaning. The term total reflection means total internal reflection or total reflection inside the light guide plate.

回折領域 ：所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された領域、あるいは又、所望の回折作用を有している領域。
非回折領域：干渉縞が形成されていない領域、あるいは又、干渉縞は形成されているものの、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞ではない干渉縞が形成された領域、あるいは又、回折作用を有していない領域。
有効領域 ：導光板に入射した光、あるいは、導光板の内部を全反射により伝播した光を、回折反射する領域。
非有効領域：導光板に入射した光によっては照射されない領域、あるいは、導光板の内部を全反射により伝播した光によっては照射されない領域。 Diffraction region: A region where interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed, or a region having a desired diffraction effect.
Non-diffractive area: An area where no interference fringes are formed, or an area where interference fringes are formed but an interference fringe that does not satisfy the desired Bragg conditions is formed The area you do not have.
Effective region: A region that diffracts and reflects light incident on the light guide plate or light propagated by total reflection inside the light guide plate.
Non-effective region: a region that is not irradiated by light incident on the light guide plate, or a region that is not irradiated by light propagated through total reflection in the light guide plate.

そして、第１回折格子部材１３０及び第２回折格子部材１４０は、通常、フォトポリマー材料から作製されており、内部には、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されている。即ち、従来の第１回折格子部材１３０及び第２回折格子部材１４０は、回折領域のみから構成され、しかも、有効領域のみから構成されている。即ち、回折領域と有効領域とは一致している。そして、このような構成を採用することで、光が不所望の回折作用を受けることを防止している。   The first diffraction grating member 130 and the second diffraction grating member 140 are usually made of a photopolymer material, and interference fringes that satisfy desired Bragg conditions are formed inside. That is, the conventional first diffraction grating member 130 and second diffraction grating member 140 are composed of only the diffraction region, and are composed only of the effective region. That is, the diffraction area and the effective area coincide with each other. By adopting such a configuration, the light is prevented from receiving an undesired diffraction effect.

ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（１）を満足する条件を指す。式（１）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面の間隔（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞への入射角の補角を意味する。尚、干渉縞の傾斜角φとは、回折格子部材の表面と干渉縞の成す角度を意味する。干渉縞は、回折格子部材の内部から表面に亙り、形成されている。以下においても同様である。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（２）のとおりであり、図２１の（Ｃ）に図示する。   Here, the Bragg condition refers to a condition that satisfies the following expression (1). In equation (1), m is a positive integer, λ is a wavelength, d is a lattice plane interval (interval in the normal direction of the virtual plane including the interference fringes), and Θ is a complementary angle of the incident angle to the interference fringes To do. In addition, the inclination angle φ of the interference fringes means an angle formed between the surface of the diffraction grating member and the interference fringes. The interference fringes are formed from the inside to the surface of the diffraction grating member. The same applies to the following. Further, when light enters the diffraction grating member at the incident angle ψ, the relationship among Θ, the tilt angle φ, and the incident angle ψ is as shown in Expression (2), and is illustrated in FIG.

ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （１）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （２） m · λ = 2 · d · sin (Θ) (1)
Θ = 90 °-(φ + ψ) (2)

ＷＯ ２００５／０９３４９３ Ａ１WO 2005/093493 A1

このように、従来の第１回折格子部材１３０及び第２回折格子部材１４０は、フォトポリマー材料から作製されており、また、回折領域のみから構成され、しかも、有効領域のみから構成されているので、以下のような問題が発生する。即ち、回折格子部材を、或る期間、使用していると、図２２に示すように、幅１２ｍｍの回折格子部材において、その縁部から内部に向かって２ｍｍ程度の所まで、内部に形成されていた干渉縞の傾斜角φが変化していた。ここで、図２２の横軸は、第１の方向（図２１の（Ａ）参照）に沿って延びている干渉縞を有する回折格子部材の第１の方向に沿った縁部からの距離（単位：ｍｍ）を示し、縦軸は、干渉縞の傾斜角φの変化量Δφ（単位：度）であり、測定点は、回折格子部材の縁部から１ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，７ｍｍ，９ｍｍ，１１ｍｍの６点とした。このような現象は、回折格子部材がフォトポリマー材料から作製されているので、湿度の影響によって生じると考えられている。また、干渉縞の傾斜角φの変化量Δφが０度のときの、輝度と画角θの関係を図２３の（Ａ）に示し、干渉縞の傾斜角φの変化量Δφが±０．３度のときの、輝度と画角の関係を図２３の（Ｂ）に示す。図２３の（Ａ）及び（Ｂ）から、干渉縞の傾斜角φが±０．３度、変化しただけで、輝度のバラツキが２倍程度大きくなることが判る。そして、このような干渉縞の傾斜角φに局所的な変化が生じると、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生し、画像品質が劣化するといった問題が生じる。   As described above, the conventional first diffraction grating member 130 and second diffraction grating member 140 are made of a photopolymer material, and are composed of only a diffraction region and are composed of only an effective region. The following problems occur. That is, when the diffraction grating member is used for a certain period, as shown in FIG. 22, in the diffraction grating member having a width of 12 mm, the diffraction grating member is formed inside from the edge to about 2 mm inward. The tilt angle φ of the interference fringes had changed. Here, the horizontal axis of FIG. 22 represents the distance from the edge along the first direction of the diffraction grating member having the interference fringes extending along the first direction (see FIG. 21A) ( (Unit: mm), the vertical axis is the change Δφ (unit: degree) of the inclination angle φ of the interference fringes, and the measurement points are 1 mm, 3 mm, 5 mm, 7 mm, 9 mm, from the edge of the diffraction grating member, It was 6 points of 11 mm. Such a phenomenon is considered to be caused by the influence of humidity because the diffraction grating member is made of a photopolymer material. FIG. 23A shows the relationship between the luminance and the angle of view θ when the change amount Δφ of the interference fringe inclination angle φ is 0 degree, and the change amount Δφ of the interference fringe inclination angle φ is ± 0. FIG. 23B shows the relationship between the luminance and the angle of view when the angle is 3 degrees. From FIG. 23A and FIG. 23B, it can be seen that the variation in luminance is increased about twice as long as the inclination angle φ of the interference fringe is changed by ± 0.3 degrees. Then, when such a local change occurs in the inclination angle φ of the interference fringes, there arises a problem that vertical stripe-like luminance unevenness occurs in the reproduced image and the image quality deteriorates.

ここで、「画角」とは、光学系の物体範囲を光学系の像空間から見たときの視角であると定義される。   Here, the “field angle” is defined as a viewing angle when the object range of the optical system is viewed from the image space of the optical system.

回折格子部材において、有効領域よりも回折領域を大きくすれば、上述した問題は解決できるように思われる。しかしながら、特に、第２回折格子部材１４０においては、導光板２１の内部を全反射により伝播した光は、有効領域を構成する回折領域だけでなく、有効領域以外の領域を構成する回折領域（図２１の（Ａ）においては、点線で囲んだ領域１４０Ａで示す）にも侵入するが故に、この有効領域以外の領域を構成する回折領域１４０Ａにおいて、不要な回折反射が発生するといった問題が生じてしまう。   In the diffraction grating member, it seems that the above-described problem can be solved by making the diffraction area larger than the effective area. However, in particular, in the second diffraction grating member 140, the light propagated through the light guide plate 21 by total reflection is not only a diffraction region constituting the effective region but also a diffraction region constituting a region other than the effective region (see FIG. In (A) of FIG. 21, since it also enters the region 140A surrounded by a dotted line), there arises a problem that unnecessary diffraction reflection occurs in the diffraction region 140A constituting the region other than the effective region. End up.

また、図２１の（Ａ）に点線の円で囲んだ領域を図２１の（Ｂ）に拡大して図示するが、第１回折格子部材１３０の内部で回折反射され、第２回折格子部材１４０と対面する第１回折格子部材１３０の側面１３０Ａに衝突した光は、一旦、外部（空気中）に出射され、再び、導光板２１に入射するが、このような光は、第１回折格子部材１３０の内部で回折反射され、直接、導光板２１の内部を進行する光の挙動と相違する。その結果、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生したり、二重に分かれた再生画像が形成されてしまうといった問題が生じる。   21A is an enlarged view of a region surrounded by a dotted circle, which is enlarged and shown in FIG. 21B. However, the region is diffracted and reflected inside the first diffraction grating member 130, and the second diffraction grating member 140 is reflected. The light that has collided with the side surface 130A of the first diffraction grating member 130 that faces the outside is once emitted to the outside (in the air) and again incident on the light guide plate 21. Such light is incident on the first diffraction grating member. This is different from the behavior of light that is diffracted and reflected inside 130 and travels directly inside the light guide plate 21. As a result, there arises a problem that vertical stripe-like luminance unevenness occurs in the reproduced image, or a reproduced image divided into two is formed.

従って、本発明の第１の目的は、内部に形成された干渉縞の傾斜角が経時的に変化し難く、しかも、不要な回折反射が発生し難い構造、構成を有する回折格子部材を備えた光学装置、係る光学装置での使用に適した回折格子部材、及び、係る光学装置を組み込んだ画像表示装置を提供することにある。   Accordingly, a first object of the present invention is to provide a diffraction grating member having a structure and configuration in which the inclination angle of the interference fringes formed therein is difficult to change with time and unnecessary diffraction reflection hardly occurs. An object of the present invention is to provide an optical device, a diffraction grating member suitable for use in the optical device, and an image display device incorporating the optical device.

また、本発明の第２の目的は、第２回折格子部材と対面した第１回折格子部材の側面の存在によって、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生したり、二重に分かれた再生画像が形成されてしまうといった問題が生じることを確実に防止し得る構造、構成を有する回折格子部材を備えた光学装置、及び、係る光学装置を組み込んだ画像表示装置を提供することにある。   Further, the second object of the present invention is that vertical streak-like luminance unevenness occurs in the reproduced image due to the presence of the side surface of the first diffraction grating member facing the second diffraction grating member, or reproduction divided into two parts. An object of the present invention is to provide an optical device provided with a diffraction grating member having a structure and configuration that can reliably prevent problems such as formation of an image, and an image display device incorporating such an optical device.

上記の第１の目的を達成するための本発明の回折格子部材は、
（Ａ）光が入射あるいは出射され、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された回折領域、及び、
（Ｂ）回折領域の縁部から延在し、回折領域から出射された光が入射し、あるいは又、回折領域に入射される光が出射され、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない非回折領域、
を有する反射型体積ホログラム回折格子から成ることを特徴とする。 To achieve the above first object, the diffraction grating member of the present invention comprises:
(A) A diffraction region in which light is incident or emitted, and interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed; and
(B) The light that extends from the edge of the diffraction region and is emitted from the diffraction region is incident, or the light that is incident on the diffraction region is emitted, and interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed. Non-diffractive region,
It is characterized by comprising a reflection type volume hologram diffraction grating having

本発明の回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。また、このような好ましい構成を含む本発明の回折格子部材にあっては、非回折領域の幅は２ｍｍ以上であることが望ましい。更には、以上に説明した各種の好ましい構成を含む本発明の回折格子部材にあっては、干渉縞は第１の方向に沿って延び、非回折領域は第１の方向に沿った回折領域の縁部から延在している構成とすることが好ましい。   Examples of the material constituting the diffraction grating member of the present invention include a photopolymer material. Further, in the diffraction grating member of the present invention including such a preferable configuration, the width of the non-diffractive region is desirably 2 mm or more. Furthermore, in the diffraction grating member of the present invention including the various preferred configurations described above, the interference fringes extend along the first direction, and the non-diffractive region is a diffractive region along the first direction. It is preferable that the configuration extends from the edge.

上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る光学装置は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（Ｂ）導光板に入射した光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材、及び、
（Ｃ）導光板から光を出射するように、導光板の内部を全反射により伝播した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材、
を備えた光学装置であって、
第２回折格子部材は、
（Ｃ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第２回折領域、及び、
（Ｃ−２）少なくとも、第１回折格子部材に面した第２回折領域の縁部から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第２非回折領域、
を有することを特徴とする。 The optical device according to the first aspect of the present invention for achieving the first object is as follows.
(A) A light guide plate that is irradiated with light and propagates through the interior by total reflection;
(B) a first diffraction grating member comprising a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate;
(C) a second diffraction grating member composed of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light propagated by total reflection inside the light guide plate so as to emit light from the light guide plate;
An optical device comprising:
The second diffraction grating member is
(C-1) a second diffraction region in which interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed, and
(C-2) at least a second non-diffractive region extending from an edge of the second diffraction region facing the first diffraction grating member and not forming interference fringes that satisfy a desired Bragg condition;
It is characterized by having.

上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る光学装置は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（Ｂ）導光板に入射した光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射した光を回折反射する第１有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材、及び、
（Ｃ）導光板から光を出射するように、導光板の内部を全反射により伝播した光を回折反射する第２有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材、
を備えた光学装置であって、
少なくとも、第２回折格子部材に面した第１回折格子部材の第１有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第２回折格子部材に向かって、導光板の第１領域上には第１光反射層が設けられていることを特徴とする。尚、第１光反射層の上には何も形成されていない形態、及び、第１回折格子部材の一部分が形成されている形態が含まれる。 An optical device according to a second aspect of the present invention for achieving the second object described above,
(A) A light guide plate that is irradiated with light and propagates through the interior by total reflection;
(B) A first effective area hologram diffraction grating having a first effective area that diffracts and reflects light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate. A diffraction grating member, and
(C) a second diffraction grating member having a second effective region for diffracting and reflecting light propagated by total reflection inside the light guide plate so as to emit light from the light guide plate, and comprising a reflective volume hologram diffraction grating;
An optical device comprising:
At least on the first region of the light guide plate from the portion of the light guide plate corresponding to the end of the first effective region of the first diffraction grating member facing the second diffraction grating member toward the second diffraction grating member A first light reflecting layer is provided. In addition, the form in which nothing is formed on the first light reflecting layer and the form in which a part of the first diffraction grating member is formed are included.

上記の第１の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る画像表示装置、あるいは、上記の第２の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る画像表示装置は、
（ａ）画像形成装置と、
（ｂ）画像形成装置から出射された光を平行光束とするコリメート光学系と、
（ｃ）コリメート光学系にて平行光束とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
から成る画像表示装置である。 An image display device according to the first aspect of the present invention for achieving the first object described above, or an image display device according to the second aspect of the present invention for achieving the second object described above. ,
(A) an image forming apparatus;
(B) a collimating optical system that converts the light emitted from the image forming apparatus into a parallel luminous flux;
(C) An optical device in which light that has been converted into a parallel light beam by a collimating optical system is incident, guided, and emitted.
An image display device comprising:

そして、本発明の第１の態様に係る画像表示装置にあっては、光学装置は、上記の本発明の第１の態様に係る光学装置から構成されていることを特徴とする。また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置にあっては、光学装置は、上記の本発明の第２の態様に係る光学装置から構成されていることを特徴とする。   In the image display device according to the first aspect of the present invention, the optical device is constituted by the optical device according to the first aspect of the present invention. In the image display device according to the second aspect of the present invention, the optical device is constituted by the optical device according to the second aspect of the present invention.

本発明の第１の態様に係る光学装置あるいは画像表示装置（以下、これらを総称して、単に、第１の態様に係る本発明と呼ぶ場合がある）において、第１非回折領域及び第１回折領域の外形形状を矩形としたとき、便宜上、第１回折領域及び第１回折領域の各縁部を以下のように呼ぶ。同様に、第２非回折領域及び第２回折領域の外形形状を矩形としたとき、便宜上、第２回折領域及び第２回折領域の各縁部を以下のように呼ぶ。   In the optical device or the image display device according to the first aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention according to the first aspect), the first non-diffractive region and the first When the outer shape of the diffraction region is rectangular, for convenience, the first diffraction region and each edge of the first diffraction region are called as follows. Similarly, when the outer shapes of the second non-diffractive region and the second diffractive region are rectangular, for convenience, the edges of the second diffractive region and the second diffractive region are referred to as follows.

回折領域／第１Ａ縁部：第２回折格子部材に面した第１回折領域の縁部
回折領域／第１Ｃ縁部：回折領域／第１Ａ縁部と対向する縁部
回折領域／第１Ｂ縁部、回折領域／第１Ｄ縁部：残りの縁部
回折領域／第２Ａ縁部：第１回折格子部材に面した第２回折領域の縁部
回折領域／第２Ｃ縁部：回折領域／第２Ａ縁部と対向する縁部
回折領域／第２Ｂ縁部、回折領域／第２Ｄ縁部：残りの縁部 Diffraction area / first A edge: edge diffraction area of the first diffraction area facing the second diffraction grating member / first C edge: diffraction area / edge diffraction area facing the first A edge / first B edge , Diffraction region / first D edge: remaining edge diffraction region / second A edge: second diffraction region edge diffraction region facing the first diffraction grating member / second C edge: diffraction region / second A edge Diffraction area / second B edge, diffraction area / second D edge: remaining edge

非回折領域／第１Ａ縁部：第２回折格子部材に面した第１非回折領域の縁部
非回折領域／第１Ｃ縁部：非回折領域／第１Ａ縁部と対向する縁部
非回折領域／第１Ｂ縁部、非回折領域／第１Ｄ縁部：残りの縁部
非回折領域／第２Ａ縁部：第１回折格子部材に面した第２非回折領域の縁部
非回折領域／第２Ｃ縁部：非回折領域／第２Ａ縁部と対向する縁部
非回折領域／第２Ｂ縁部、非回折領域／第２Ｄ縁部：残りの縁部 Non-diffractive region / first A edge: non-diffractive region of edge of first non-diffractive region facing first diffraction grating member / first C edge: non-diffractive region / non-diffractive region of edge facing first A edge / 1B edge, non-diffractive area / first D edge: remaining edge non-diffractive area / second A edge: edge non-diffractive area / second C of second non-diffractive area facing the first diffraction grating member Edge: non-diffractive area / edge non-diffractive area / second B edge opposite to second A edge, non-diffractive area / second D edge: remaining edge

更には、本発明の第２の態様に係る光学装置あるいは画像表示装置（以下、これらを総称して、単に、第２の態様に係る本発明と呼ぶ場合がある）において、第１有効領域及び第１非有効領域の外形形状を矩形としたとき、便宜上、第１有効領域及び第１非有効領域の各縁部を以下のように呼ぶ。同様に、第２有効領域及び第２非有効領域の外形形状を矩形としたとき、便宜上、第２有効領域及び第２非有効領域の各縁部を以下のように呼ぶ。   Furthermore, in the optical device or the image display device according to the second aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to simply as the present invention according to the second aspect), the first effective region and When the outer shape of the first ineffective area is rectangular, for convenience, the respective edges of the first ineffective area and the first ineffective area are called as follows. Similarly, when the outer shapes of the second effective area and the second ineffective area are rectangular, for convenience, the edges of the second effective area and the second ineffective area are called as follows.

有効領域／第１Ａ縁部：第２回折格子部材に面した第１有効領域の縁部
有効領域／第１Ｃ縁部：有効領域／第１Ａ縁部と対向する縁部
有効領域／第１Ｂ縁部、有効領域／第１Ｄ縁部：残りの縁部
有効領域／第２Ａ縁部：第１回折格子部材に面した第２有効領域の縁部
有効領域／第２Ｃ縁部：有効領域／第２Ａ縁部と対向する縁部
有効領域／第２Ｂ縁部、有効領域／第２Ｄ縁部：残りの縁部 Effective area / first A edge: effective edge of the first effective area facing the second diffraction grating member / first C edge: effective area / edge effective area / first B edge facing the first A edge Effective area / first D edge: remaining effective edge area / second A edge: effective edge area of the second effective area facing the first diffraction grating member / second C edge: effective area / second A edge Effective area / second B edge, effective area / second D edge: remaining edge

非有効領域／第１Ａ縁部：第２回折格子部材に面した第１非有効領域の縁部
非有効領域／第１Ｃ縁部：非有効領域／第１Ａ縁部と対向する縁部
非有効領域／第１Ｂ縁部、非有効領域／第１Ｄ縁部：残りの縁部
非有効領域／第２Ａ縁部：第１回折格子部材に面した第２非有効領域の縁部
非有効領域／第２Ｃ縁部：非有効領域／第２Ａ縁部と対向する縁部
非有効領域／第２Ｂ縁部、非有効領域／第２Ｄ縁部：残りの縁部 Non-effective area / first A edge: edge non-effective area of the first non-effective area facing the second diffraction grating member / first C edge: non-effective area / edge non-effective area facing the first A edge / 1B edge, non-effective area / first D edge: remaining edge non-effective area / second A edge: second non-effective area edge non-effective area / second C facing the first diffraction grating member Edge: non-effective area / edge non-effective area / second B edge facing the second A edge, non-effective area / second D edge: remaining edge

そして、第１の態様に係る本発明にあっては、第２非回折領域は第２回折領域を取り囲んでいる構成とすることが好ましいが、即ち、第２非回折領域は、第２回折領域の回折領域／第２Ａ縁部、回折領域／第２Ｂ縁部、回折領域／第２Ｃ縁部、及び、回折領域／第２Ｄ縁部から延在している構成とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、第２非回折領域は、第２回折領域の回折領域／第２Ａ縁部、及び、回折領域／第２Ｃ縁部から延在していてもよい。そして、このような構成を含む第１の態様に係る本発明にあっては、第２非回折領域の幅は２ｍｍ以上であることが好ましい。   In the present invention according to the first aspect, the second non-diffractive region preferably surrounds the second diffractive region. That is, the second non-diffractive region is the second diffractive region. It is preferable to have a configuration extending from the diffraction region / second A edge, diffraction region / second B edge, diffraction region / second C edge, and diffraction region / second D edge. For example, the second non-diffractive region may extend from the diffraction region / second A edge and the diffraction region / second C edge of the second diffraction region. And in this invention which concerns on the 1st aspect containing such a structure, it is preferable that the width | variety of a 2nd non-diffraction area | region is 2 mm or more.

また、以上に説明した好ましい構成を含む第１の態様に係る本発明にあっては、第１回折格子部材は、
（Ｂ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第１回折領域、及び、
（Ｂ−２）少なくとも、第２回折格子部材に面した第１回折領域の縁部から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第１非回折領域、
を有することが望ましい。 Moreover, in this invention which concerns on the 1st aspect containing the preferable structure demonstrated above, the 1st diffraction grating member is
(B-1) a first diffraction region in which interference fringes satisfying desired Bragg conditions are formed, and
(B-2) At least a first non-diffractive region that extends from an edge of the first diffraction region facing the second diffraction grating member and does not have an interference fringe that satisfies a desired Bragg condition,
It is desirable to have

そして、このような構成の第１の態様に係る本発明にあっては、第１非回折領域は第１回折領域を取り囲んでいる構成とすることが好ましいが、即ち、第１非回折領域は、第１回折領域の回折領域／第１Ａ縁部、回折領域／第１Ｂ縁部、回折領域／第１Ｃ縁部、及び、回折領域／第１Ｄ縁部から延在している構成とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、第１非回折領域は、第１回折領域の回折領域／第１Ａ縁部、及び、回折領域／第１Ｃ縁部から延在していてもよい。そして、更には、このような構成を含む第１の態様に係る本発明にあっては、第１非回折領域の幅は２ｍｍ以上であることが好ましい。   In the present invention according to the first aspect having such a configuration, it is preferable that the first non-diffractive region surrounds the first diffractive region, that is, the first non-diffractive region is The diffraction area / first A edge, the diffraction area / first B edge, the diffraction area / first C edge, and the diffraction area / first D edge of the first diffraction area. Although not limited to this, for example, the first non-diffractive region may extend from the diffractive region / first A edge and the diffractive region / first C edge of the first diffractive region. . Further, in the present invention according to the first aspect including such a configuration, the width of the first non-diffractive region is preferably 2 mm or more.

また、以上に説明した好ましい構成を含む第１の態様に係る本発明にあっては、第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。   Moreover, in this invention which concerns on the 1st aspect containing the preferable structure demonstrated above, a photopolymer material can be mentioned as a material which comprises a 1st diffraction grating member and a 2nd diffraction grating member.

第２の態様に係る本発明において、第１光反射層は第１有効領域を取り囲んでいる構成とすることが好ましいが、即ち、第１光反射層は、第１有効領域の有効領域／第１Ａ縁部、有効領域／第１Ｂ縁部、有効領域／第１Ｃ縁部、及び、有効領域／第１Ｄ縁部に接して設けられている構成とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、第１光反射層は、第１有効領域の有効領域／第１Ａ縁部、及び、有効領域／第１Ｃ縁部に接して設けられていてもよい。   In the present invention according to the second aspect, it is preferable that the first light reflecting layer surrounds the first effective area. That is, the first light reflecting layer has an effective area / first area of the first effective area. Although it is preferable to have a configuration in contact with the 1A edge, the effective area / first B edge, the effective area / first C edge, and the effective area / first D edge, it is not limited thereto. For example, the first light reflecting layer may be provided in contact with the effective area / first A edge of the first effective area and the effective area / first C edge.

更には、上記の好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第１光反射層上には、第１有効領域から延在する第１非有効領域が形成されていることが好ましく、更には、第１非有効領域の幅は２ｍｍ以上であることが望ましい。   Furthermore, in the present invention according to the second aspect including the above-described preferable configuration, it is preferable that a first ineffective region extending from the first effective region is formed on the first light reflecting layer, Furthermore, the width of the first ineffective area is desirably 2 mm or more.

あるいは又、以上に説明した各種の好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明にあっては、少なくとも、第１回折格子部材に面した第２回折格子部材の第２有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第１回折格子部材に向かって、導光板の第２領域上には第２光反射層が設けられている構成とすることができる。そして、この場合、第２光反射層は第２有効領域を取り囲んでいる構成とすることが好ましいが、即ち、第２光反射層は、第２有効領域の有効領域／第２Ａ縁部、有効領域／第２Ｂ縁部、有効領域／第２Ｃ縁部、及び、有効領域／第２Ｄ縁部に接して設けられている構成とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、例えば、第２光反射層は、第２有効領域の有効領域／第２Ａ縁部、及び、有効領域／第２Ｃ縁部に接して設けられていてもよい。尚、第２光反射層の上には何も形成されていない形態、及び、第２回折格子部材の一部分が形成されている形態が含まれる。   Alternatively, in the present invention according to the second aspect including the various preferred configurations described above, at least at the end of the second effective region of the second diffraction grating member facing the first diffraction grating member. The second light reflecting layer may be provided on the second region of the light guide plate from the corresponding light guide plate portion toward the first diffraction grating member. In this case, it is preferable that the second light reflecting layer surrounds the second effective area. That is, the second light reflecting layer has the effective area of the second effective area / the second A edge, the effective area. The region / second B edge, the effective region / second C edge, and the effective region / second D edge are preferably provided in contact with each other. However, the present invention is not limited thereto. The two-light reflecting layer may be provided in contact with the effective area / second A edge of the second effective area and the effective area / second C edge. In addition, the form in which nothing is formed on the second light reflecting layer and the form in which a part of the second diffraction grating member is formed are included.

更には、上記の好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第２光反射層上には、第２有効領域から延在する第２非有効領域が形成されていることが好ましく、更には、第２非有効領域の幅は２ｍｍ以上であることが望ましい。   Furthermore, in the present invention according to the second aspect including the above preferred configuration, it is preferable that a second non-effective region extending from the second effective region is formed on the second light reflecting layer, Furthermore, the width of the second ineffective area is desirably 2 mm or more.

また、以上に説明した好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第１光反射層と第２光反射層とは、導光板上を延び、一体化されている構成とすることもできる。   Moreover, in this invention based on the 2nd aspect containing the preferable structure demonstrated above, a 1st light reflection layer and a 2nd light reflection layer may be set as the structure integrated on the light-guide plate. it can.

更には、以上に説明した好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第１光反射層及び第２光反射層は、偏光選択性を有する構成とすることができ、この場合、第１光反射層及び第２光反射層は、具体的には、誘電体多層膜から成ることが好ましい。より具体的には、誘電体多層膜として、偏光ビームスプリッター用の誘電体多層膜を挙げることができる。ここで、係る誘電体多層膜に光（Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分が含まれている）が入射すると、Ｓ偏光成分は誘電体多層膜によって反射され、Ｐ偏光成分は誘電体多層膜を通過する。即ち、このような構成にすることで、誘電体多層膜を通して外部（外系）を目視することが可能となる。云い換えれば、シースルー化を達成することができる。   Furthermore, in the present invention according to the second aspect including the preferred configuration described above, the first light reflection layer and the second light reflection layer can be configured to have polarization selectivity. Specifically, the first light reflection layer and the second light reflection layer are preferably made of a dielectric multilayer film. More specifically, examples of the dielectric multilayer film include a dielectric multilayer film for a polarizing beam splitter. Here, when light (including a P-polarized component and an S-polarized component) enters the dielectric multilayer film, the S-polarized component is reflected by the dielectric multilayer film, and the P-polarized component passes through the dielectric multilayer film. To do. That is, with this configuration, the outside (external system) can be visually observed through the dielectric multilayer film. In other words, see-through can be achieved.

あるいは又、以上に説明した好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第１光反射層及び第２光反射層は、波長選択性を有することが好ましい。   Alternatively, in the present invention according to the second aspect including the preferable configuration described above, it is preferable that the first light reflection layer and the second light reflection layer have wavelength selectivity.

尚、偏光選択性あるいは波長選択性を有する第１光反射層及び第２光反射層を、具体的には、例えば、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた（例えば、交互に複数積層させた）多層膜から構成することで、第１光反射層及び第２光反射層に偏光選択性を付与することができ、あるいは又、第１光反射層及び第２光反射層における光の波長に依存した光透過率を所望の値に変化させることができる。ここで、低屈折率層を構成する材料としてＳｉＯXを挙げることができるし、高屈折率層を構成する材料として五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）を挙げることができる。尚、使用する材料、積層構成、各層の厚さ等を適切に選択することで、適切な偏光選択性を付与することができ、あるいは又、光の波長に依存した光透過率を所望の値に変化させることができる。 In addition, the first light reflecting layer and the second light reflecting layer having polarization selectivity or wavelength selectivity are specifically, for example, a low refractive index layer and a high refractive index having a higher refractive index than the low refractive index layer. By comprising a multilayer film in which a rate layer is laminated (for example, a plurality of layers alternately laminated), polarization selectivity can be imparted to the first light reflecting layer and the second light reflecting layer, or alternatively The light transmittance depending on the wavelength of light in the first light reflection layer and the second light reflection layer can be changed to a desired value. Here, SiO x can be cited as a material constituting the low refractive index layer, and niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide ( ZrO 2 ). Appropriate polarization selectivity can be imparted by appropriately selecting the materials to be used, the layer structure, the thickness of each layer, etc., or the light transmittance depending on the wavelength of light can be a desired value. Can be changed.

あるいは又、以上に説明した好ましい構成を含む第２の態様に係る本発明において、第１光反射層及び第２光反射層は、金属又は合金から成ることが好ましく、あるいは又、増反射膜やクロミック・フィルム（光の強度に応じて変色するフィルム）から構成することもできる。金属として、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）を例示することができるし、合金として、これらの金属を含む合金を挙げることができる。まら、増反射膜として、例えば、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜が順に積層された構造を有する銀増反射膜を例示することができるし、ＳｉＯ2等の低屈折率薄膜とＴｉＯ2やＴａ2Ｏ5等の高屈折率薄膜とを数十層以上交互に積層した構造を有する誘電体多層反射膜、同様に屈折率の異なるサブミクロン厚さのポリマーフィルムを積層して作製される有機高分子多層薄膜型の反射膜を例示することもできる。 Alternatively, in the present invention according to the second aspect including the preferred configuration described above, the first light reflecting layer and the second light reflecting layer are preferably made of a metal or an alloy, or It can also be composed of a chromic film (a film that changes color according to the intensity of light). Examples of the metal include silver (Ag), aluminum (Al), and chromium (Cr), and examples of the alloy include alloys containing these metals. Further, examples of the reflective reflection film include a silver enhanced reflective film having a structure in which a silver reflective film, a low refractive index film, and a high refractive index film are sequentially laminated, and a low refractive index such as SiO 2. A dielectric multilayer reflective film having a structure in which several tens or more layers of thin films and high refractive index thin films such as TiO 2 and Ta 2 O 5 are alternately laminated, and similarly, submicron-thick polymer films having different refractive indexes are laminated. An organic polymer multilayer thin film type reflective film produced in this manner can also be exemplified.

第１光反射層及び第２光反射層は、一般に、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や、ＭＯＣＶＤ法を含む各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、塗布法等によって形成することができる。   In general, the first light reflection layer and the second light reflection layer are formed by various physical vapor deposition methods (PVD method) including a vacuum vapor deposition method and a sputtering method, and various chemical vapor deposition methods including an MOCVD method ( (CVD method), a coating method, or the like.

本発明の回折格子部材、あるいは、第１の態様に係る本発明において、非回折領域には所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていないが、より具体的には、非回折領域には何ら干渉縞が形成されていない形態、非回折領域には、干渉縞は形成されているものの、例えば、傾斜角が０度であるような、所望のブラッグ条件から全く逸脱した条件の干渉縞が形成されている形態を挙げることができる。   In the diffraction grating member of the present invention or the first aspect of the present invention, interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are not formed in the non-diffractive region, but more specifically, in the non-diffractive region. Is a form in which no interference fringes are formed, and interference fringes are formed in the non-diffractive region, but the interference fringes have a condition deviating from the desired Bragg condition, for example, the inclination angle is 0 degree. Can be mentioned.

また、有効領域が回折領域と一致するとは、有効領域の射影像と回折領域の射影像とが重なり合うことを意味する。更には、有効領域が回折領域の内部に位置するとは、有効領域の射影像が回折領域の射影像の内部に位置すること、あるいは、有効領域の射影像の一部が回折領域の射影像の一部と重なり、且つ、有効領域の射影像の残りの部分が回折領域の射影像の内部に位置することを意味する。   In addition, the fact that the effective area matches the diffraction area means that the projection image of the effective area and the projection image of the diffraction area overlap. Furthermore, the effective region is located inside the diffraction region means that the projection image of the effective region is located inside the projection image of the diffraction region, or a part of the projection image of the effective region is a part of the projection image of the diffraction region. It means that it overlaps with a part and the remaining part of the projection image of the effective area is located inside the projection image of the diffraction area.

あるいは又、広くは、或る名称の領域（便宜上、領域Ａと呼ぶ）と、別の名称の領域（便宜上、領域Ｂと呼ぶ）とが一致するとは、領域Ａの射影像と領域Ｂの射影像とが重なり合うことを意味する。また、領域Ａが領域Ｂの内部に位置するとは、領域Ａの射影像が領域Ｂの射影像の内部に位置すること、あるいは、領域Ａの射影像の一部が領域Ｂの射影像の一部と重なり、且つ、領域Ａの射影像の残りの部分が領域Ｂの射影像の内部に位置することを意味する。   Alternatively, broadly, a region having a certain name (referred to as region A for convenience) and a region having another name (referred to as region B for convenience) coincide with the projection image of region A and the projection of region B. It means that the image overlaps. In addition, the region A is located inside the region B. The projected image of the region A is located inside the projected image of the region B, or a part of the projected image of the region A is one of the projected images of the region B. It means that the remaining part of the projection image of the region A is located inside the projection image of the region B.

本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る発明において、第１回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。尚、各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。   In the invention according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the first diffraction grating member is made of different P types (for example, P =, three types of red, green, and blue) (or In order to cope with diffraction reflection of P types of light having a wavelength), a P-layer diffraction grating layer composed of a reflective volume hologram diffraction grating can be laminated. Each diffraction grating layer is formed with interference fringes corresponding to one type of wavelength band (or wavelength). Alternatively, P-type interference fringes are formed on the first diffraction grating member formed of one diffraction grating layer in order to cope with diffraction reflection of P-type light having different P-type wavelength bands (or wavelengths). It can also be set as the structure currently made. Alternatively, for example, the angle of view can be divided into three equal parts, and the first diffraction grating member can be configured by laminating diffraction grating layers corresponding to each angle of view. By adopting these configurations, the diffraction efficiency increases, the diffraction acceptance angle increases, and the diffraction angle is optimal when light having each wavelength band (or wavelength) is diffracted and reflected by the first diffraction grating member. Can be achieved.

以上に説明した各種の好ましい構成、形態を含む第１の態様に係る発明あるいは第２の態様に係る発明においては、コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光束とされた平行光束群を導光板に入射することが望ましいが、このような、平行光束であることの要請は、これら光束が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１回折格子部材と第２回折格子部材を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、具体的には、進行方位の異なる複数の平行光束から成る平行光束群を生成するためには、コリメート光学系における焦点距離の所（位置）に、画像形成装置を位置させればよい。ここで、コリメート光学系は、画像形成装置から出射された光束の画像形成装置における画素の位置情報を、光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。また、コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光束とされる場合には、導光板においては、進行方位の異なる複数の平行光束から成る平行光束群が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される。第１回折格子部材においては、導光板に入射された平行光束群が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光束群が回折反射される。更には、第２回折格子部材においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光束群が回折反射され、導光板から平行光束群の状態で出射される。   In the invention according to the first aspect or the second aspect including the various preferred configurations and forms described above, the collimated optical system uses a parallel light flux group that is made into a plurality of parallel light fluxes having different traveling directions. Although it is desirable to enter the light guide plate, such a request for the parallel light beam is that the light wavefront information when these light beams enter the light guide plate is determined by the first diffraction grating member and the second diffraction grating member. It is based on the need to be preserved even after being emitted from the light guide plate. Specifically, in order to generate a parallel light beam group composed of a plurality of parallel light beams having different traveling directions, the image forming apparatus may be positioned at a focal length (position) in the collimating optical system. Here, the collimating optical system has a function of converting pixel position information of the light beam emitted from the image forming apparatus in the image forming apparatus into angle information in the optical system of the optical apparatus. When the collimating optical system generates a plurality of parallel light beams having different traveling directions, a parallel light beam group consisting of a plurality of parallel light beams having different traveling directions is incident on the light guide plate and propagates through the interior by total reflection. And then emitted. In the first diffraction grating member, the parallel beam group incident on the light guide plate is diffracted and reflected so that the parallel beam group incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate. Furthermore, in the second diffraction grating member, the parallel light beam group that has propagated through the light guide plate by total reflection is diffracted and reflected and emitted from the light guide plate in the state of the parallel light beam group.

第１の態様に係る発明あるいは第２の態様に係る発明において、導光板は、導光板の軸線と平行に延びる２つの平行面（便宜上、第１面及び第２面と呼ぶ）を有している。ここで、光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。前者の場合、第２面に第１回折格子部材及び第２回折格子部材が配置されている。一方、後者の場合、第２面に第１回折格子部材が配置され、第１面に第２回折格子部材が配置されている。   In the invention according to the first aspect or the second aspect, the light guide plate has two parallel surfaces (referred to as a first surface and a second surface for convenience) extending in parallel with the axis of the light guide plate. Yes. Here, the light guide plate entrance surface and the light guide plate exit surface are constituted by the first surface, where the light guide plate entrance surface is the light incident surface and the light guide plate exit surface is the light guide plate exit surface. The light guide plate entrance surface may be configured by the first surface, and the light guide plate exit surface may be configured by the second surface. In the former case, the first diffraction grating member and the second diffraction grating member are arranged on the second surface. On the other hand, in the latter case, the first diffraction grating member is disposed on the second surface, and the second diffraction grating member is disposed on the first surface.

導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。   As a material constituting the light guide plate, glass containing optical glass such as quartz glass or BK7, or plastic material (for example, PMMA, polycarbonate resin, acrylic resin, amorphous polypropylene resin, styrene resin containing AS resin) ).

反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構造と同じとすればよい。ここで、反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。   The basic structure of the first diffraction grating member and the second diffraction grating member made of a reflection type volume hologram diffraction grating may be the same as the structure of a conventional reflection type volume hologram diffraction grating. Here, the reflection type volume hologram diffraction grating means a hologram diffraction grating that diffracts and reflects only the + 1st order diffracted light.

回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角を得ることができる。   Interference fringes are formed on the diffraction grating member from the inside to the surface, and the method for forming the interference fringes itself may be the same as the conventional forming method. Specifically, for example, a member constituting the diffraction grating member is irradiated with object light from a first predetermined direction on one side to a member constituting the diffraction grating member (for example, photopolymer material), and at the same time Is irradiated with reference light from a second predetermined direction on the other side, and interference fringes formed by the object light and the reference light may be recorded inside the member constituting the diffraction grating member. By appropriately selecting the wavelength of the first predetermined direction, the second predetermined direction, the object light and the reference light, the desired pitch of the interference fringes on the surface of the diffraction grating member and the desired inclination angle of the interference fringes can be obtained. Obtainable.

第１回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。   In the case where the first diffraction grating member is formed of a laminated structure of P-layer diffraction grating layers made of a reflection type volume hologram diffraction grating, such a diffraction grating layer is produced separately for each of the P-layer diffraction grating layers. After that, the diffraction grating layer of the P layer may be laminated (adhered) using, for example, an ultraviolet curable adhesive. In addition, after producing a single diffraction grating layer using a photopolymer material having adhesiveness, a diffraction grating layer is produced by sequentially sticking a photopolymer material having adhesiveness thereon, so that diffraction of the P layer is achieved. A lattice layer may be produced.

本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る画像表示装置を構成する画像形成装置として、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、発光ダイオード（ＬＥＤ）といった発光素子から構成された画像形成装置；光源［例えば、ＬＥＤ］とライト・バルブ［例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）］との組合せから成る画像形成装置；光源と光源から出射された平行光束を水平走査及び垂直走査する走査光学系［例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ガルバノ・ミラー］との組合せから成る画像形成装置を挙げることができる。尚、画像形成装置を構成する発光素子の数は、画像形成装置に要求される仕様に基づき、決定すればよい。   As an image forming apparatus constituting the image display apparatus according to the first aspect or the second aspect of the present invention, for example, an image composed of light emitting elements such as an organic EL (Electro Luminescence), an inorganic EL, and a light emitting diode (LED). Forming apparatus: Image formation comprising a combination of a light source [for example, LED] and a light valve [for example, transmissive or reflective liquid crystal display device such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon), digital micromirror device (DMD)] Examples of the image forming apparatus include a combination of a light source and a scanning optical system [for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), galvanometer mirror] that horizontally scans and vertically scans a parallel light beam emitted from the light source. Note that the number of light emitting elements constituting the image forming apparatus may be determined based on specifications required for the image forming apparatus.

本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る画像表示装置を構成するコリメート光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。   As a collimating optical system constituting the image display device according to the first aspect or the second aspect of the present invention, a convex lens, a concave lens, a free-form surface prism, and a hologram lens are used alone or in combination, and as a whole positive optical An optical system having power can be exemplified.

本発明の光学装置を、例えば、頭部装着型のＨＭＤ（Head Mounted Display）に組み込むことができるし、本発明の画像表示装置によって、例えば、ＨＭＤを構成することができ、装置の軽量化、小型化を図ることができ、装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となるし、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。   The optical device of the present invention can be incorporated into, for example, a head-mounted HMD (Head Mounted Display), and the image display device of the present invention can constitute, for example, an HMD, reducing the weight of the device, It is possible to reduce the size, and to greatly reduce discomfort when the device is mounted, and it is also possible to reduce the manufacturing cost.

本発明の回折格子部材、あるいは又、本発明の第１の態様に係る光学装置、本発明の第１の態様に係る画像表示装置にあっては、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第２非回折領域が設けられているので、例えば、この第２非回折領域に入射した光によって不要な回折反射が発生するといった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、第２非回折領域が存在するので、第２回折領域において内部に形成されていた干渉縞の傾斜角φが経時的に変化してしまうといった現象が発生することがなく、従って、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生し、画像品質が劣化するといった問題が生じることがない。   In the diffraction grating member of the present invention, or the optical device according to the first aspect of the present invention, and the image display device according to the first aspect of the present invention, an interference fringe that satisfies a desired Bragg condition is formed. Since the second non-diffractive region that is not provided is provided, for example, it is possible to reliably avoid the occurrence of a problem that unnecessary diffraction reflection occurs due to light incident on the second non-diffractive region. In addition, since the second non-diffractive region exists, the phenomenon that the inclination angle φ of the interference fringes formed inside the second diffractive region does not change with time does not occur. Therefore, there is no problem that vertical stripe-like luminance unevenness occurs and image quality deteriorates.

また、本発明の第２の態様に係る光学装置、本発明の第２の態様に係る画像表示装置にあっては、第１回折格子部材の内部で回折反射され、第２回折格子部材と対面する第１回折格子部材の側面に衝突した光は、一旦、外部（空気中）に出射されるが、第１光反射層が設けられているので、導光板に入射することが妨げられる結果、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生したり、二重に分かれた再生画像が形成されてしまうといった問題が生じることを確実に回避することができる。   The optical device according to the second aspect of the present invention and the image display device according to the second aspect of the present invention are diffracted and reflected inside the first diffraction grating member and face the second diffraction grating member. The light that has collided with the side surface of the first diffraction grating member is once emitted to the outside (in the air), but since the first light reflection layer is provided, it is prevented from entering the light guide plate. It is possible to reliably avoid the occurrence of problems such as vertical streak-like luminance unevenness in the reproduced image and the formation of a double-divided reproduced image.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

実施例１は、本発明の回折格子部材、本発明の第１の態様に係る光学装置、及び、本発明の第１の態様に係る画像表示装置に関する。実施例１の光学装置の模式的な平面図を図１の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１の（Ｂ）に示す。また、実施例１の画像表示装置の概念図を図２に示す。   Example 1 relates to the diffraction grating member of the present invention, the optical device according to the first aspect of the present invention, and the image display device according to the first aspect of the present invention. A schematic plan view of the optical apparatus of Example 1 is shown in FIG. 1A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram of the image display apparatus according to the first embodiment.

実施例１の画像表示装置１０は、画像形成装置１１と、画像形成装置１１から出射された光を平行光束とするコリメート光学系１２と、コリメート光学系１２にて進行方位の異なる複数の平行光束とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置２０とから成る。画像形成装置１１は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）から構成され、コリメート光学系１２は、例えば、凸レンズから構成され、進行方位の異なる複数の平行光束から成る平行光束群を生成するために、コリメート光学系１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１が配置されている。   The image display apparatus 10 according to the first embodiment includes an image forming apparatus 11, a collimating optical system 12 that converts light emitted from the image forming apparatus 11 into a parallel light flux, and a plurality of parallel light fluxes having different traveling directions in the collimating optical system 12. The optical device 20 is incident, guided, and emitted. The image forming apparatus 11 is composed of, for example, a liquid crystal display (LCD), and the collimating optical system 12 is composed of, for example, a convex lens, and generates a parallel light flux group composed of a plurality of parallel light fluxes having different traveling directions. An image forming apparatus 11 is arranged at a focal position (position) in the collimating optical system 12.

実施例１の光学装置２０は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２１、
（Ｂ）導光板２１に入射した光が導光板２１の内部で全反射されるように、導光板２１に入射した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材３０、及び、
（Ｃ）導光板２１から光を出射するように、導光板２１の内部を全反射により伝播した光を回折反射する、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材４０、
を備えている。 The optical device 20 of Example 1 is
(A) The light guide plate 21 is incident after light is incident and propagates through the interior by total reflection;
(B) The first diffraction grating member 30 made of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects the light incident on the light guide plate 21 so that the light incident on the light guide plate 21 is totally reflected inside the light guide plate 21. ,as well as,
(C) a second diffraction grating member 40 made of a reflective volume hologram diffraction grating that diffracts and reflects light propagating through the interior of the light guide plate 21 so as to emit light from the light guide plate 21;
It has.

尚、参照番号２１Ａは、導光板２１の第１面であり、導光板入射面及び導光板出射面に相当する。また、参照番号２１Ｂは、導光板２１の第１面と対向する第２面であり、第２面２１Ｂに第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０が配置されている。実施例２〜実施例１１にあっても、同様である。   Reference numeral 21 </ b> A is the first surface of the light guide plate 21 and corresponds to the light guide plate entrance surface and the light guide plate exit surface. Reference number 21B is a second surface facing the first surface of the light guide plate 21, and the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 are disposed on the second surface 21B. The same applies to Examples 2 to 11.

そして、実施例１の回折格子部材４０は、
（Ａ）光が入射あるいは出射され、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された回折領域４１、及び、
（Ｂ）回折領域４１の縁部（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ）から延在し、回折領域４１から出射された光が入射し、あるいは又、回折領域に入射される光が出射され（実施例１においては、回折領域４１に入射される光が出射され）、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない非回折領域４２、
を有する反射型体積ホログラム回折格子から成る。 And the diffraction grating member 40 of Example 1 is
(A) A diffraction region 41 in which light is incident or emitted, and interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed; and
(B) Light that extends from the edge of the diffraction region 41 (diffraction region / second A edge 41A) and is emitted from the diffraction region 41 or light that enters the diffraction region is emitted ( In the first embodiment, light incident on the diffraction region 41 is emitted), and a non-diffractive region 42 in which no interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed.
A reflective volume hologram diffraction grating.

あるいは又、第２回折格子部材４０は、
（Ｃ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第２回折領域４１、及び、
（Ｃ−２）少なくとも、第１回折格子部材３０に面した第２回折領域４１の縁部（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第２非回折領域４２、
を有する。 Alternatively, the second diffraction grating member 40 is
(C-1) a second diffraction region 41 in which interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed, and
(C-2) Interference fringes extending from at least the edge of the second diffraction region 41 (diffraction region / second A edge 41A) facing the first diffraction grating member 30 and satisfying a desired Bragg condition are formed. A second non-diffractive region 42,
Have

より具体的には、実施例１にあっては、第２回折格子部材４０は第２回折領域４１及び第２非回折領域４２から構成されており、あるいは又、第２回折格子部材４０は、第２有効領域４４、及び、第２有効領域４４を取り囲む第２非有効領域４５から構成されている。尚、実施例１においては、第２有効領域４４は、第２回折領域４１の内部に位置している。また、第２非有効領域４５の射影像は、第２回折領域４１の射影像と重なり合っている。   More specifically, in the first embodiment, the second diffraction grating member 40 is composed of the second diffraction region 41 and the second non-diffractive region 42, or alternatively, the second diffraction grating member 40 is A second effective area 44 and a second non-effective area 45 surrounding the second effective area 44 are configured. In the first embodiment, the second effective region 44 is located inside the second diffraction region 41. Further, the projection image of the second ineffective area 45 overlaps with the projection image of the second diffraction area 41.

即ち、平面形状が矩形の第２回折領域４１及び第２非有効領域４５は、
［Ａ−２］回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ（第２回折格子部材４０に面した第２回折領域４１の縁部）、あるいは、非有効領域／第２Ａ縁部（第２回折格子部材４０に面した第２非有効領域４５の縁部）、
［Ｂ−２］回折領域／第２Ｃ縁部４１Ｃ（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａと対向する縁部）、あるいは、非有効領域／第２Ｃ縁部（非有効領域／第２Ａ縁部と対向する縁部）、並びに、
［Ｃ−２］回折領域／第２Ｂ縁部４１Ｂ及び回折領域／第２Ｄ縁部４１Ｄ（残りの縁部）、あるいは、非有効領域／第２Ｂ縁部及び非有効領域／第２Ｄ縁部（残りの縁部）、
から構成されている。一方、平面形状が矩形の第２有効領域４４は、
［Ｄ−２］有効領域／第２Ａ縁部４４Ａ（第２回折格子部材４０に面した第２有効領域４４の縁部であり、回折領域／第２Ａ縁部４１Ａと一致している）、
［Ｅ−２］有効領域／第２Ｃ縁部４４Ｃ（有効領域／第２Ａ縁部４４Ａと対向する縁部）、並びに、
［Ｆ−２］有効領域／第２Ｂ縁部４４Ｂ及び有効領域／第２Ｄ縁部４４Ｃ（残りの縁部）、
から構成されている。尚、第２非回折領域４２の縁部を参照番号４２Ａで示す。 That is, the second diffraction region 41 and the second ineffective region 45 having a rectangular planar shape are
[A-2] Diffraction region / second A edge 41A (the edge of the second diffraction region 41 facing the second diffraction grating member 40) or non-effective region / second A edge (the second diffraction grating member 40) The edge of the second non-effective area 45 facing the
[B-2] Diffraction area / second C edge 41C (diffractive area / second A edge 41A) or non-effective area / second C edge (non-effective area / second A edge) Edge), and
[C-2] Diffraction region / second B edge 41B and diffraction region / second D edge 41D (remaining edge) or non-effective region / second B edge and non-effective region / second D edge (remaining) Edge),
It is composed of On the other hand, the second effective area 44 having a rectangular planar shape is
[D-2] Effective area / second A edge 44A (the edge of the second effective area 44 facing the second diffraction grating member 40 and coincides with the diffraction area / second A edge 41A),
[E-2] Effective area / second C edge 44C (effective area / second A edge 44A), and
[F-2] Effective area / second B edge 44B and effective area / second D edge 44C (remaining edge),
It is composed of Note that the edge of the second non-diffractive region 42 is indicated by reference numeral 42A.

第２回折領域４１には、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されている。一方、第２非回折領域４２には、干渉縞が形成されていない。あるいは又、第２非回折領域４２を、干渉縞は形成されているものの、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞ではない干渉縞が形成された領域とすることもできる。第２非回折領域４２及び第２有効領域４４には、導光板２１の内部を全反射により伝播した光が入射する（図２参照）。第２非回折領域４２においては、入射した光は全反射される。一方、第２有効領域４４においては、導光板２１の内部を全反射により伝播した光が回折反射される。   In the second diffraction region 41, interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed. On the other hand, no interference fringes are formed in the second non-diffractive region 42. Alternatively, the second non-diffractive region 42 may be a region where interference fringes are formed but interference fringes that satisfy desired Bragg conditions are formed. Light propagated by total reflection inside the light guide plate 21 is incident on the second non-diffractive region 42 and the second effective region 44 (see FIG. 2). In the second non-diffracting region 42, the incident light is totally reflected. On the other hand, in the second effective region 44, the light propagated through the light guide plate 21 by total reflection is diffracted and reflected.

一方、第１回折格子部材３０は第１回折領域３１から構成されており、また、第１回折格子部材３０は、第１有効領域３４、及び、第１有効領域３４を取り囲む第１非有効領域３５から構成されている。尚、実施例１においては、第１有効領域３４は、第１回折領域３１の内部に位置している。また、第１非有効領域３５は、第１回折領域３１と一致している。   On the other hand, the first diffraction grating member 30 includes a first diffraction area 31, and the first diffraction grating member 30 includes a first effective area 34 and a first ineffective area surrounding the first effective area 34. 35. In the first embodiment, the first effective region 34 is located inside the first diffraction region 31. In addition, the first ineffective area 35 coincides with the first diffraction area 31.

即ち、平面形状が矩形の第１回折領域３１及び第１非有効領域３５は、
［Ａ−１］回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ（第２回折格子部材４０に面した第１回折領域３１の縁部）、あるいは、非有効領域／第１Ａ縁部（第２回折格子部材４０に面した第１非有効領域３５の縁部）、
［Ｂ−１］回折領域／第１Ｃ縁部３１Ｃ（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａと対向する縁部）、あるいは、非有効領域／第１Ｃ縁部（非有効領域／第１Ａ縁部と対向する縁部）、並びに、
［Ｃ−１］回折領域／第１Ｂ縁部３１Ｂ及び回折領域／第１Ｄ縁部３１Ｄ（残りの縁部）、あるいは、非有効領域／第１Ｂ縁部及び非有効領域／第１Ｄ縁部（残りの縁部）、
から構成されている。一方、平面形状が矩形の第１有効領域３４は、
［Ｄ−１］有効領域／第１Ａ縁部３４Ａ（第２回折格子部材４０に面した第１有効領域３４の縁部）、
［Ｅ−１］有効領域／第１Ｃ縁部３４Ｃ（有効領域／第１Ａ縁部３４Ａと対向する縁部）、並びに、
［Ｆ−１］有効領域／第１Ｂ縁部３４Ｂ及び有効領域／第１Ｄ縁部３４Ｄ（残りの縁部）、
から構成されている。 That is, the first diffraction region 31 and the first ineffective region 35 having a rectangular planar shape are
[A-1] Diffraction area / first A edge 31A (edge of the first diffraction area 31 facing the second diffraction grating member 40) or non-effective area / first A edge (second diffraction grating member 40) The edge of the first non-effective area 35 facing the
[B-1] Diffraction region / first C edge 31C (diffractive region / edge opposite to first A edge 31A) or non-effective region / first C edge (ineffective region / first A edge opposite) Edge), and
[C-1] Diffraction region / first B edge 31B and diffraction region / first D edge 31D (remaining edge), or non-effective region / first B edge and non-effective region / first D edge (remaining) Edge),
It is composed of On the other hand, the first effective area 34 having a rectangular planar shape is
[D-1] Effective area / first A edge 34A (the edge of the first effective area 34 facing the second diffraction grating member 40),
[E-1] Effective area / first C edge 34C (effective area / edge opposite to the first A edge 34A), and
[F-1] Effective area / first B edge 34B and effective area / first D edge 34D (remaining edge),
It is composed of

第１回折領域３１には、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されている。第１有効領域３４においては、導光板２１に入射した光が回折反射される。更にはコリメート光学系１２を適切に設計することで、第１非有効領域３５は、導光板に入射した光によっては照射されない。   In the first diffraction region 31, interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed. In the first effective region 34, the light incident on the light guide plate 21 is diffracted and reflected. Furthermore, by appropriately designing the collimating optical system 12, the first non-effective area 35 is not irradiated by the light incident on the light guide plate.

ここで、第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０は、フォトポリマー材料から作製されている。また、第２非回折領域４２の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）であり、第１非有効領域３５及び第２非有効領域４５の幅も２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。第１回折格子部材３０及び第２回折格子部材４０において、干渉縞は、第１の方向に沿って延びている。そして、第２非回折領域４２は、第１の方向に沿った第２回折領域４１の縁部（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ）から延在している。ここで、「幅」とは、各領域を構成する縁部が延びる方向に直角な方向に沿った長さを意味する。即ち、例えば、図１の（Ａ）に示す第２非回折領域４２における幅とは、第１の方向に直角な方向に沿った第２非回折領域４２の長さを意味する。   Here, the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 are made of a photopolymer material. Further, the width of the second non-diffractive region 42 is 2 mm or more (for example, 3 mm), and the width of the first non-effective region 35 and the second non-effective region 45 is also 2 mm or more (for example, 3 mm). In the first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40, the interference fringes extend along the first direction. The second non-diffractive region 42 extends from the edge (diffractive region / second A edge 41A) of the second diffractive region 41 along the first direction. Here, the “width” means a length along a direction perpendicular to a direction in which an edge constituting each region extends. That is, for example, the width in the second non-diffractive region 42 shown in FIG. 1A means the length of the second non-diffractive region 42 along a direction perpendicular to the first direction.

第１回折格子部材３０は、導光板２１の所望の領域上にフォトポリマー材料から成るフォトポリマー材料層を、例えば、貼り付け、このフォトポリマー材料層に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、フォトポリマー材料層に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞をフォトポリマー材料層の内部に記録することで作製することができる。回折領域のみから構成された回折格子部材は、同様の方法で作製することができる。一方、第２回折格子部材４０は、導光板２１の所望の領域上にフォトポリマー材料から成るフォトポリマー材料層を、例えば、貼り付け、第２回折領域４１を形成すべきフォトポリマー材料層の部分に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、フォトポリマー材料層の係る部分に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞をフォトポリマー材料層の第２回折領域４１を形成すべき部分の内部に記録することで作製することができる。マスキングすることで物体光あるいは参照光をフォトポリマー材料層に照射しないことで、第２非回折領域４２を形成することができる。回折領域及び非回折領域のみから構成された回折格子部材は、同様の方法で作製することができる。   The first diffraction grating member 30 is, for example, affixed with a photopolymer material layer made of a photopolymer material on a desired region of the light guide plate 21, and a first predetermined one on one side with respect to the photopolymer material layer. Irradiate object light from the direction, and simultaneously irradiate the photopolymer material layer with reference light from the second predetermined direction on the other side, and form interference fringes formed by the object light and the reference light with the photopolymer material It can be produced by recording inside the layer. A diffraction grating member composed only of a diffraction region can be produced by a similar method. On the other hand, the second diffraction grating member 40 is a portion of the photopolymer material layer where the second diffraction region 41 is to be formed by attaching a photopolymer material layer made of a photopolymer material on a desired region of the light guide plate 21, for example. Is irradiated with object light from a first predetermined direction on one side and simultaneously irradiated with reference light from a second predetermined direction on the other side with respect to the portion of the photopolymer material layer. The interference fringes formed by the light and the reference light can be produced by recording inside the portion where the second diffraction region 41 of the photopolymer material layer is to be formed. The second non-diffractive region 42 can be formed by not irradiating the photopolymer material layer with object light or reference light by masking. A diffraction grating member composed only of a diffractive region and a non-diffractive region can be produced by a similar method.

実施例１にあっては、第２回折格子部材４０には、第１回折格子部材３０に面した第２回折領域４１の縁部（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第２非回折領域４２が設けられているので、導光板２１の内部を全反射により伝播した光が第２非回折領域４２に入射するが（図２参照）、不要な回折反射が発生するといった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、第２非回折領域４２が存在するので、第２回折領域４１において内部に形成されている干渉縞の傾斜角φが経時的に変化してしまうといった現象が発生することがなく、従って、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生し、画像品質が劣化するといった問題が生じることがない。   In the first embodiment, the second diffraction grating member 40 extends from the edge of the second diffraction region 41 facing the first diffraction grating member 30 (diffraction region / second A edge 41A), and is desired. Since the second non-diffractive region 42 in which no interference fringes satisfying the Bragg condition is formed is provided, the light propagated through the light guide plate 21 by total reflection is incident on the second non-diffractive region 42 ( The occurrence of problems such as unnecessary diffraction reflection can be reliably avoided. Moreover, since the second non-diffractive region 42 exists, the phenomenon that the inclination angle φ of the interference fringes formed in the second diffractive region 41 changes with time does not occur. There is no problem that vertical stripe-like luminance unevenness occurs in the reproduced image and the image quality deteriorates.

実施例１の回折格子部材あるいは光学装置の変形例を、図３の（Ａ）の模式的な平面図、及び、図３の（Ｂ）の模式的な断面図に示す。この変形例にあっては、第２非回折領域４２は、第２回折領域４１の回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ、及び、回折領域／第２Ｃ縁部４１Ｃから延在している。尚、第２有効領域４４の縁部を参照番号４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄで示し、第２回折領域４１の縁部を参照番号４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄで示し、第２非回折領域４２の縁部を参照番号４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄで示す。   Modifications of the diffraction grating member or the optical device of Example 1 are shown in the schematic plan view of FIG. 3A and the schematic cross-sectional view of FIG. In this modification, the second non-diffractive region 42 extends from the diffraction region / second A edge 41A and the diffraction region / second C edge 41C of the second diffraction region 41. The edges of the second effective area 44 are indicated by reference numerals 44A, 44B, 44C, 44D, the edges of the second diffraction area 41 are indicated by reference numerals 41A, 41B, 41C, 41D, and the second non-diffracting area 42 is shown. Are indicated by reference numerals 42A, 42B, 42C, 42D.

実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の光学装置の変形例の模式的な平面図を図４に示すように、第２非回折領域４２は第２回折領域４１を取り囲んでいる。即ち、第２非回折領域４２は、第２回折領域４１の回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ、回折領域／第２Ｂ縁部４１Ｂ、回折領域／第２Ｃ縁部４１Ｃ、及び、回折領域／第２Ｄ縁部４１Ｄから延在している。そして、第２有効領域４４の射影像は、第２回折領域４１の射影像と重なり合っており、第２非有効領域４５の射影像は、第２非回折領域４２の射影像と重なり合っている。   The second embodiment is a modification of the first embodiment. As shown in a schematic plan view of a modification of the optical device of Example 2, the second non-diffractive region 42 surrounds the second diffractive region 41 as shown in FIG. That is, the second non-diffractive region 42 includes the diffraction region / second A edge 41A, the diffraction region / second B edge 41B, the diffraction region / second C edge 41C, and the diffraction region / second D of the second diffraction region 41. It extends from the edge 41D. The projected image of the second effective area 44 overlaps with the projected image of the second diffractive area 41, and the projected image of the second ineffective area 45 overlaps with the projected image of the second non-diffracted area 42.

以上の点を除き、実施例２の回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the diffraction grating member, optical device, or image display device of Example 2 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 1. The detailed description is omitted.

実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の光学装置の模式的な平面図を図５の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図５の（Ｂ）に示す。また、実施例３の画像表示装置の概念図を図６に示す。   The third embodiment is also a modification of the first embodiment. FIG. 5A shows a schematic plan view of the optical apparatus of Example 3, and FIG. 5B shows a schematic cross-sectional view. FIG. 6 is a conceptual diagram of the image display apparatus according to the third embodiment.

そして、実施例３の回折格子部材３０は、
（Ａ）光が入射あるいは出射され、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された回折領域３１、及び、
（Ｂ）回折領域３１の縁部（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ）から延在し、回折領域３１から出射された光が入射し、あるいは又、回折領域に入射される光が出射され（実施例３においては、回折領域３１から出射された光が入射する）、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない非回折領域３２、
を有する反射型体積ホログラム回折格子から成る。 And the diffraction grating member 30 of Example 3 is
(A) A diffraction region 31 in which light is incident or emitted, and interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed; and
(B) Light that extends from the edge of the diffraction region 31 (diffraction region / first A edge 31A) and is emitted from the diffraction region 31, or light that is incident on the diffraction region is emitted ( In Example 3, the light emitted from the diffractive region 31 enters), and the non-diffractive region 32 in which no interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed,
A reflective volume hologram diffraction grating.

あるいは又、第１回折格子部材３０は、
（Ｂ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第１回折領域３１、及び、
（Ｂ−２）少なくとも、第２回折格子部材４０に面した第１回折領域３０の縁部（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第１非回折領域３２、
を有する。 Alternatively, the first diffraction grating member 30 is
(B-1) a first diffraction region 31 in which interference fringes satisfying desired Bragg conditions are formed, and
(B-2) At least an interference fringe extending from the edge of the first diffraction region 30 (diffraction region / first A edge 31A) facing the second diffraction grating member 40 and satisfying a desired Bragg condition is formed. A first non-diffracting region 32 that is not
Have

より具体的には、実施例３にあっては、第１回折格子部材３０は第１回折領域３１及び第１非回折領域３２から構成されており、あるいは又、第１回折格子部材３０は、第１有効領域３４、及び、第１有効領域３４を取り囲む第１非有効領域３５から構成されている。尚、第１有効領域３４は、第１回折領域３１の内部に位置している。また、第１非有効領域３５の射影像は、第１回折領域３１の射影像と重なり合っている。第１非回折領域３２の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）であり、第１非有効領域３５及び第１非有効領域３５の幅も２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。そして、第１非回折領域３２は、第１の方向に沿った第１回折領域３１の縁部（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ）から延在している。第１非回折領域３２の縁部を参照番号３２Ａで示す。   More specifically, in Example 3, the first diffraction grating member 30 is composed of a first diffraction region 31 and a first non-diffractive region 32, or alternatively, the first diffraction grating member 30 is The first effective area 34 and a first non-effective area 35 surrounding the first effective area 34 are configured. The first effective region 34 is located inside the first diffraction region 31. Further, the projection image of the first ineffective area 35 overlaps with the projection image of the first diffraction area 31. The width of the first non-diffractive region 32 is 2 mm or more (for example, 3 mm), and the width of the first non-effective region 35 and the first non-effective region 35 is also 2 mm or more (for example, 3 mm). The first non-diffractive region 32 extends from the edge of the first diffractive region 31 (diffractive region / first A edge 31A) along the first direction. The edge of the first non-diffractive region 32 is indicated by reference numeral 32A.

平面形状が矩形の第１回折領域３１及び第１非有効領域３５を構成する縁部に関しては、実施例１において説明したと同様であるので、詳細な説明は省略する。尚、平面形状が矩形の第１有効領域３４を構成する有効領域／第１Ａ縁部３４Ａ（第２回折格子部材４０に面した第１有効領域３４の縁部）は、回折領域／第１Ａ縁部３１Ａと一致している。   Since the edge portions constituting the first diffraction region 31 and the first ineffective region 35 having a rectangular planar shape are the same as those described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. The effective area / first A edge 34A (the edge of the first effective area 34 facing the second diffraction grating member 40) constituting the first effective area 34 having a rectangular planar shape is the diffraction area / first A edge. It matches the part 31A.

第１回折領域３１には、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されている。一方、第１非回折領域３２には、干渉縞が形成されていない。あるいは又、第１非回折領域３２には、干渉縞は形成されているものの、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞ではない干渉縞が形成された領域とすることもできる。また、第１非回折領域３２及び第１有効領域３４には、導光板２１に入射した光が入射する（図６参照）。第１非回折領域３２においては、入射した光は全反射される。一方、第１有効領域３４においては、導光板２１に入射した光が回折反射される。   In the first diffraction region 31, interference fringes that satisfy a desired Bragg condition are formed. On the other hand, no interference fringes are formed in the first non-diffractive region 32. Alternatively, although interference fringes are formed in the first non-diffractive region 32, it is also possible to make the first non-diffractive region 32 an interference fringe that does not satisfy the desired Bragg condition. Further, the light incident on the light guide plate 21 is incident on the first non-diffractive region 32 and the first effective region 34 (see FIG. 6). In the first non-diffracting region 32, the incident light is totally reflected. On the other hand, in the first effective region 34, the light incident on the light guide plate 21 is diffracted and reflected.

実施例３にあっては、第１回折格子部材３０にも、第２回折格子部材４０に面した第１回折領域３１の縁部（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第１非回折領域３２が設けられているので、導光板２１に入射した光が第１非回折領域３２に入射し、あるいは又、第１回折領域３１によって回折反射された光が第１非回折領域３２に入射し、不要な回折反射が発生するといった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、第１非回折領域３２が存在するので、第１回折領域３１において内部に形成されていた干渉縞の傾斜角φが経時的に変化してしまうといった現象が発生することがなく、従って、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生し、画像品質が劣化するといった問題が生じることがない。   In the third embodiment, the first diffraction grating member 30 also extends from the edge of the first diffraction region 31 (diffraction region / first A edge 31A) facing the second diffraction grating member 40, and is desired. Since the first non-diffractive region 32 in which the interference fringes satisfying the Bragg condition are not formed is provided, the light incident on the light guide plate 21 enters the first non-diffractive region 32 or, alternatively, the first diffraction It is possible to reliably avoid the occurrence of the problem that the light diffracted and reflected by the region 31 enters the first non-diffracting region 32 and unnecessary diffractive reflection occurs. In addition, since the first non-diffractive region 32 exists, the phenomenon that the inclination angle φ of the interference fringes formed in the first diffractive region 31 changes with time does not occur. There is no problem that vertical stripe-like luminance unevenness occurs in the reproduced image and the image quality deteriorates.

実施例３の回折格子部材あるいは光学装置の変形例を、図７の（Ａ）の模式的な平面図、及び、図７の（Ｂ）の模式的な断面図に示す。この変形例にあっては、第１非回折領域３２は、第１回折領域３１の回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ、及び、回折領域／第１Ｃ縁部３１Ｃから延在している。尚、第１有効領域３４の縁部を参照番号３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄで示し、第１回折領域３１の縁部を参照番号３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄで示し、第１非回折領域３２の縁部を参照番号３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄで示す。   Modifications of the diffraction grating member or the optical device of the third embodiment are shown in a schematic plan view of FIG. 7A and a schematic cross-sectional view of FIG. In this modification, the first non-diffractive region 32 extends from the diffraction region / first A edge portion 31A of the first diffraction region 31 and the diffraction region / first C edge portion 31C. In addition, the edge part of the 1st effective area | region 34 is shown by reference number 34A, 34B, 34C, 34D, the edge part of the 1st diffraction area 31 is shown by reference number 31A, 31B, 31C, 31D, and the 1st non-diffractive area | region 32 Are indicated by reference numerals 32A, 32B, 32C, 32D.

以上の点を除き、実施例３の回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the diffraction grating member, optical device, or image display device of Example 3 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 1. The detailed description is omitted.

実施例４は、実施例３の変形である。実施例４の光学装置の変形例の模式的な平面図を図８に示すように、第１非回折領域３２は第１回折領域３１を取り囲んでいる。即ち、第１非回折領域３２は、第１回折領域３１の回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ、回折領域／第１Ｂ縁部３１Ｂ、回折領域／第１Ｃ縁部３１Ｃ、及び、回折領域／第１Ｄ縁部３１Ｄから延在している。そして、第１有効領域３４の射影像は、第１回折領域３１の射影像と重なり合っており、第１非有効領域３５の射影像は、第１非回折領域３２の射影像と重なり合っている。   The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. As shown in FIG. 8 which is a schematic plan view of a modification of the optical device of Example 4, the first non-diffractive region 32 surrounds the first diffractive region 31. That is, the first non-diffractive region 32 includes the diffraction region / first A edge 31A, the diffraction region / first B edge 31B, the diffraction region / first C edge 31C, and the diffraction region / first D of the first diffraction region 31. It extends from the edge 31D. The projected image of the first effective area 34 overlaps with the projected image of the first diffractive area 31, and the projected image of the first ineffective area 35 overlaps with the projected image of the first non-diffracted area 32.

以上の点を除き、実施例４の回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例３において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the diffraction grating member, optical device, or image display device of Example 4 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 3. The detailed description is omitted.

実施例５は、実施例２及び実施例４の組み合わせである。実施例５の光学装置を、図９の（Ａ）の模式的な平面図、及び、図９の（Ｂ）の模式的な断面図に示すが、第２非回折領域４２は第２回折領域４１を取り囲んでいる。そして、第２有効領域４４の射影像は、第２回折領域４１の射影像と重なり合っており、第２非有効領域４５の射影像は、第２非回折領域４２の射影像と重なり合っている。一方、第１非回折領域３２は第１回折領域３１を取り囲んでいる。そして、第１有効領域３４の射影像は、第１回折領域３１の射影像と重なり合っており、第１非有効領域３５の射影像は、第１非回折領域３２の射影像と重なり合っている。   Example 5 is a combination of Example 2 and Example 4. The optical device of Example 5 is shown in the schematic plan view of FIG. 9A and the schematic cross-sectional view of FIG. 9B. The second non-diffractive region 42 is the second diffractive region. 41 is surrounded. The projected image of the second effective area 44 overlaps with the projected image of the second diffractive area 41, and the projected image of the second ineffective area 45 overlaps with the projected image of the second non-diffracted area 42. On the other hand, the first non-diffractive region 32 surrounds the first diffractive region 31. The projected image of the first effective area 34 overlaps with the projected image of the first diffractive area 31, and the projected image of the first ineffective area 35 overlaps with the projected image of the first non-diffracted area 32.

以上の点を除き、実施例５の回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the diffraction grating member, optical device, or image display device of Example 5 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 1. The detailed description is omitted.

実施例６は、本発明の第２の態様に係る光学装置、及び、本発明の第２の態様に係る画像表示装置に関する。実施例６の光学装置の模式的な平面図を図１０の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１０の（Ｂ）に示す。また、実施例６の画像表示装置の概念図を図１１の（Ａ）に示す。   Example 6 relates to the optical device according to the second aspect of the present invention and the image display device according to the second aspect of the present invention. FIG. 10A shows a schematic plan view of the optical device of Example 6, and FIG. 10B shows a schematic cross-sectional view. FIG. 11A shows a conceptual diagram of the image display apparatus according to the sixth embodiment.

実施例６の画像表示装置１０は、実施例１の画像表示装置１０と同様に、画像形成装置１１と、画像形成装置１１から出射された光を平行光束とするコリメート光学系１２と、コリメート光学系１２にて進行方位の異なる複数の平行光束とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置２０とから成る。画像形成装置１１は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）から構成され、コリメート光学系１２は、例えば、凸レンズから構成され、進行方位の異なる複数の平行光束から成る平行光束群を生成するために、コリメート光学系１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１が配置されている。   Similar to the image display apparatus 10 of the first embodiment, the image display apparatus 10 of the sixth embodiment includes an image forming apparatus 11, a collimating optical system 12 that converts the light emitted from the image forming apparatus 11 into a parallel light beam, and collimating optics. The system 12 includes an optical device 20 that receives a plurality of parallel light beams having different traveling directions as incident, guided, and emitted. The image forming apparatus 11 is composed of, for example, a liquid crystal display (LCD), and the collimating optical system 12 is composed of, for example, a convex lens, and generates a parallel light flux group composed of a plurality of parallel light fluxes having different traveling directions. An image forming apparatus 11 is arranged at a focal position (position) in the collimating optical system 12.

実施例６の光学装置２０は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２１、
（Ｂ）導光板２１に入射した光が導光板２１の内部で全反射されるように、導光板２１に入射した光を回折反射する第１有効領域３４を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材３０、及び、
（Ｃ）導光板２１から光を出射するように、導光板２１の内部を全反射により伝播した光を回折反射する第２有効領域４４を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材４０、
を備えている。 The optical device 20 of Example 6 is
(A) The light guide plate 21 is incident after light is incident and propagates through the interior by total reflection;
(B) A reflective volume hologram diffraction grating having a first effective region 34 that diffracts and reflects light incident on the light guide plate 21 so that the light incident on the light guide plate 21 is totally reflected inside the light guide plate 21. A first diffraction grating member 30 comprising:
(C) Second diffraction composed of a reflective volume hologram diffraction grating having a second effective region 44 that diffracts and reflects the light propagated by total reflection inside the light guide plate 21 so as to emit light from the light guide plate 21. Lattice member 40,
It has.

そして、実施例６にあっては、少なくとも、第２回折格子部材４０に面した第１回折格子部材３０の第１有効領域３４の端部（有効領域／第１Ａ縁部３４Ａ）に対応した導光板２１の部分から、第２回折格子部材４０に向かって、導光板２１の第１領域２２上には、例えば幅４ｍｍの第１光反射層３７が設けられている。より具体的には、実施例１と同様に、第１回折格子部材３０は第１回折領域３１から構成されており、また、第１回折格子部材３０は、第１有効領域３４、及び、第１有効領域３４を取り囲む第１非有効領域３５から構成されている。実施例６においても、第１有効領域３４は、第１回折領域３１の内部に位置している。また、第１非有効領域３５は、第１回折領域３１と一致している。そして、第１光反射層３７上には、第１有効領域３４から延在する第１非有効領域３５が形成されている。第１非有効領域３５の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。   In the sixth embodiment, at least the guide corresponding to the end portion (effective region / first A edge portion 34A) of the first effective region 34 of the first diffraction grating member 30 facing the second diffraction grating member 40 is provided. A first light reflecting layer 37 having a width of 4 mm, for example, is provided on the first region 22 of the light guide plate 21 from the optical plate 21 toward the second diffraction grating member 40. More specifically, as in the first embodiment, the first diffraction grating member 30 is composed of the first diffraction region 31, and the first diffraction grating member 30 includes the first effective region 34 and the first effective region 34. The first non-effective area 35 surrounding the one effective area 34 is configured. Also in the sixth embodiment, the first effective region 34 is located inside the first diffraction region 31. In addition, the first ineffective area 35 coincides with the first diffraction area 31. A first non-effective area 35 extending from the first effective area 34 is formed on the first light reflecting layer 37. The width of the first ineffective area 35 is 2 mm or more (for example, 3 mm).

ここで、第１光反射層３７、あるいは、後述する第２光反射層４７は、偏光選択性を有する。より具体的には、第１光反射層３７、あるいは、後述する第２光反射層４７は、例えば、誘電体多層膜から作製されている。誘電体多層膜として、例えば、偏光ビームスプリッター用の誘電体多層膜を挙げることができる。係る誘電体多層膜に光（Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分が含まれている）が入射すると、Ｓ偏光成分は誘電体多層膜によって反射され、Ｐ偏光成分は誘電体多層膜を通過する。このような特性の一例を、図２０に示すが、例えば４５０ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域で光反射層への入射角が６０度の場合のＰ偏光透過率を９５％以上、Ｓ偏光反射率を９５％以上とすることが可能である。あるいは又、第１光反射層３７、あるいは、後述する第２光反射層４７は、波長選択性を有することが好ましい。このような偏光選択性あるいは波長選択性を有する第１光反射層３７あるいは第２光反射層４７を、具体的には、例えば、低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とを積層させた（例えば、交互に複数積層させた）多層膜から構成することで、より具体的には、例えば、ＳｉＯXから成る低屈折率層と、低屈折率層よりも高い屈折率を有する五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）から成る高屈折率層とを積層させた（例えば、交互に複数積層させた）多層膜から構成することで、偏光選択性を付与することができ、あるいは又、光の波長に依存した光透過率を所望の値に変化させることができる。あるいは又、第１光反射層３７、あるいは、後述する第２光反射層４７は、金属又は合金から成ることが好ましく、あるいは又、増反射膜やクロミック・フィルムから構成することもできる。金属として、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）を例示することができるし、合金として、これらの金属を含む合金を挙げることができる。まら、増反射膜として、例えば、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜が順に積層された構造を有する銀増反射膜を例示することができるし、ＳｉＯ2等の低屈折率薄膜とＴｉＯ2やＴａ2Ｏ5等の高屈折率薄膜とを数十層以上交互に積層した構造を有する誘電体多層反射膜、同様に屈折率の異なるサブミクロン厚さのポリマーフィルムを積層して作製される有機高分子多層薄膜型の反射膜を例示することもできる。 Here, the 1st light reflection layer 37 or the 2nd light reflection layer 47 mentioned later has polarization selectivity. More specifically, the first light reflecting layer 37 or the second light reflecting layer 47 described later is made of, for example, a dielectric multilayer film. Examples of the dielectric multilayer film include a dielectric multilayer film for a polarizing beam splitter. When light (including a P-polarized component and an S-polarized component) enters the dielectric multilayer film, the S-polarized component is reflected by the dielectric multilayer film, and the P-polarized component passes through the dielectric multilayer film. An example of such characteristics is shown in FIG. 20. For example, when the incident angle to the light reflection layer is 60 degrees in the wavelength band from 450 nm to 650 nm, the P-polarized light transmittance is 95% or more, and the S-polarized light reflectance is 95. % Or more. Alternatively, the first light reflecting layer 37 or the second light reflecting layer 47 described later preferably has wavelength selectivity. Specifically, the first light reflection layer 37 or the second light reflection layer 47 having such polarization selectivity or wavelength selectivity has a higher refractive index than, for example, a low refractive index layer and a low refractive index layer. More specifically, for example, a low-refractive index layer made of SiO x and a low-refractive index layer are configured by a multilayer film in which the high-refractive index layers are stacked (for example, a plurality of layers alternately stacked). High polarization index layer composed of niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ) having a higher refractive index than that of the multilayer film (for example, a plurality of layers stacked alternately) to provide polarization selectivity Alternatively, the light transmittance depending on the wavelength of light can be changed to a desired value. Alternatively, the first light reflecting layer 37 or the second light reflecting layer 47 described later is preferably made of a metal or an alloy, or can be made of a reflective reflection film or a chromic film. Examples of the metal include silver (Ag), aluminum (Al), and chromium (Cr), and examples of the alloy include alloys containing these metals. Further, examples of the reflective reflection film include a silver enhanced reflective film having a structure in which a silver reflective film, a low refractive index film, and a high refractive index film are sequentially laminated, and a low refractive index such as SiO 2. A dielectric multilayer reflective film having a structure in which several tens or more layers of thin films and high refractive index thin films such as TiO 2 and Ta 2 O 5 are alternately laminated, and similarly, submicron-thick polymer films having different refractive indexes are laminated. An organic polymer multilayer thin film type reflective film produced in this manner can also be exemplified.

以上の点を除き、第１回折格子部材３０の構成、構造を、実施例１における第１回折格子部材３０の構成、構造と同様とした。また、第２回折格子部材４０の構成、構造も、実施例１における第２回折格子部材４０の構成、構造と同様とした。更には、実施例６の画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the first diffraction grating member 30 were the same as the configuration and structure of the first diffraction grating member 30 in Example 1. The configuration and structure of the second diffraction grating member 40 were also the same as the configuration and structure of the second diffraction grating member 40 in Example 1. Furthermore, since the configuration and structure of the image display apparatus according to the sixth embodiment can be the same as the configuration and structure of the image display apparatus described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

実施例６にあっては、図１１の（Ｂ）に示すように、第１回折格子部材３０の内部で回折反射され、第２回折格子部材４０と対面する第１回折格子部材３０の側面である回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ（第２回折格子部材４０に面した第１回折領域３１の縁部）に衝突した光は、一旦、外部（空気中）に出射されるが、第１光反射層３７が設けられているので、導光板２１に入射することが妨げられる結果、再生画像に縦筋状の輝度ムラが発生したり、二重に分かれた再生画像が形成されてしまうといった問題が生じることを確実に回避することができ、画像品質が劣化するといった問題が生じることがない。   In the sixth embodiment, as shown in FIG. 11B, the diffraction grating is diffracted and reflected inside the first diffraction grating member 30, and the side surface of the first diffraction grating member 30 facing the second diffraction grating member 40. Light that has collided with a certain diffraction area / first A edge 31A (edge of the first diffraction area 31 facing the second diffraction grating member 40) is once emitted to the outside (in the air). Since the reflective layer 37 is provided, the incident on the light guide plate 21 is hindered. As a result, vertical stripe-like luminance unevenness occurs in the reproduced image, or a double-divided reproduced image is formed. It is possible to surely avoid the occurrence of image quality, and there is no problem that the image quality deteriorates.

実施例７は、実施例６の変形である。実施例７の光学装置の模式的な平面図を図１２の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１２の（Ｂ）に示す。この実施例７の光学装置にあっては、第１光反射層３７は第１有効領域３４を取り囲んでいる。そして、実施例６と同様に、第１光反射層３７上には、第１有効領域３４から延在する第１非有効領域３５が形成されており、第１非有効領域３５の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。尚、第１有効領域３４の縁部を参照番号３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄで示し、第１回折領域３１の縁部を参照番号３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄで示し、第１非回折領域３２の縁部を参照番号３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄで示す。   The seventh embodiment is a modification of the sixth embodiment. A schematic plan view of the optical apparatus of Example 7 is shown in FIG. 12A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. In the optical device according to the seventh embodiment, the first light reflection layer 37 surrounds the first effective region 34. As in the sixth embodiment, the first ineffective area 35 extending from the first effective area 34 is formed on the first light reflecting layer 37, and the width of the first ineffective area 35 is 2 mm. This is the above (for example, 3 mm). In addition, the edge part of the 1st effective area | region 34 is shown by reference number 34A, 34B, 34C, 34D, the edge part of the 1st diffraction area 31 is shown by reference number 31A, 31B, 31C, 31D, and the 1st non-diffractive area | region 32 Are indicated by reference numerals 32A, 32B, 32C, 32D.

実施例７の変形例を、図１３の（Ａ）の模式的な平面図、及び、図１３の（Ｂ）の模式的な断面図に示す。この変形例にあっては、第１回折格子部材３０は、実施例４における第１回折格子部材３０と同様に、
（Ｂ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第１回折領域３１、及び、
（Ｂ−２）少なくとも、第２回折格子部材４０に面した第１回折領域３１の縁部（回折領域／第１Ａ縁部３１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第１非回折領域３２、
を有し、
第１有効領域３５は、第１回折領域３１と一致し、若しくは、第１回折領域３１の内部に位置し（図示した例では、第１有効領域３５は第１回折領域３１と一致している）、第１非回折領域３２と導光板２１との間に第１光反射層３７が設けられている。このような構成にあっても、第１非有効領域３５と一致する第１非回折領域３２の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。尚、第１非回折領域４２は第１回折領域４１を取り囲んでいる。 A modification of Example 7 is shown in the schematic plan view of FIG. 13A and the schematic cross-sectional view of FIG. In this modification, the first diffraction grating member 30 is the same as the first diffraction grating member 30 in the fourth embodiment.
(B-1) a first diffraction region 31 in which interference fringes satisfying desired Bragg conditions are formed, and
(B-2) At least an interference fringe extending from the edge of the first diffraction region 31 (diffraction region / first A edge 31A) facing the second diffraction grating member 40 and satisfying a desired Bragg condition is formed. A first non-diffracting region 32 that is not
Have
The first effective region 35 coincides with the first diffraction region 31 or is located inside the first diffraction region 31 (in the illustrated example, the first effective region 35 coincides with the first diffraction region 31. ), A first light reflection layer 37 is provided between the first non-diffractive region 32 and the light guide plate 21. Even in such a configuration, the width of the first non-diffractive region 32 coinciding with the first ineffective region 35 is 2 mm or more (for example, 3 mm). Note that the first non-diffractive region 42 surrounds the first diffractive region 41.

以上の点を除き、実施例７あるいはその変形例の光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例６において説明した光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the optical device or image display device of the seventh embodiment or its modification are the same as those of the optical device or image display device described in the sixth embodiment. Detailed description will be omitted.

実施例８も、実施例６の変形である。実施例８の光学装置の模式的な平面図を図１４の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１４の（Ｂ）に示す。また、実施例８の画像表示装置の概念図を図１５に示す。この実施例８の光学装置にあっては、少なくとも、第１回折格子部材３０に面した第２回折格子部材４０の第２有効領域４４の端部（有効領域／第２Ａ縁部４４Ａ）に対応した導光板２１の部分から、第１回折格子部材３０に向かって、導光板２１の第２領域２３上には、例えば幅４ｍｍの第２光反射層４７が設けられている。より具体的には、実施例６における第１回折格子部材３０と同様に、第２回折格子部材４０は第２回折領域４１から構成されており、また、第２回折格子部材４０は、第２有効領域４４、及び、第２有効領域４４を取り囲む第２非有効領域４５から構成されている。実施例８においても、第２有効領域４４は、第２回折領域４１の内部に位置している。また、第２非有効領域４５は、第２回折領域４１と一致している。そして、第２光反射層４７上には、第２有効領域４４から延在する第２非有効領域４５が形成されている。第２非有効領域４５の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。   The eighth embodiment is also a modification of the sixth embodiment. A schematic plan view of the optical device of Example 8 is shown in FIG. 14A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. FIG. 15 is a conceptual diagram of the image display apparatus according to the eighth embodiment. In the optical device according to the eighth embodiment, at least the end of the second effective region 44 (effective region / second A edge 44A) of the second diffraction grating member 40 facing the first diffraction grating member 30 is supported. A second light reflecting layer 47 having a width of, for example, 4 mm is provided on the second region 23 of the light guide plate 21 from the portion of the light guide plate 21 toward the first diffraction grating member 30. More specifically, similar to the first diffraction grating member 30 in the sixth embodiment, the second diffraction grating member 40 includes a second diffraction region 41, and the second diffraction grating member 40 includes the second diffraction grating member 40. It is composed of an effective area 44 and a second non-effective area 45 surrounding the second effective area 44. Also in the eighth embodiment, the second effective region 44 is located inside the second diffraction region 41. The second ineffective area 45 coincides with the second diffraction area 41. A second non-effective area 45 extending from the second effective area 44 is formed on the second light reflecting layer 47. The width of the second ineffective area 45 is 2 mm or more (for example, 3 mm).

以上の点を除き、第２回折格子部材４０の構成、構造を、実施例１における第１回折格子部材３０の構成、構造と同様とした。また、実施例８の画像表示装置の構成、構造は、実施例６において説明した画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the second diffraction grating member 40 were the same as the configuration and structure of the first diffraction grating member 30 in Example 1. The configuration and structure of the image display apparatus according to the eighth embodiment can be the same as the configuration and structure of the image display apparatus described in the sixth embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

実施例９は、実施例８の変形である。実施例９の光学装置の模式的な平面図を図１６の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１６の（Ｂ）に示す。この実施例９の光学装置にあっては、第２光反射層４７は第２有効領域４４を取り囲んでいる。そして、実施例８と同様に、第２光反射層４７上には、第２有効領域４４から延在する第２非有効領域４５が形成されており、第２非有効領域４５の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。尚、第２有効領域４４の縁部を参照番号４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄで示し、第２回折領域４１の縁部を参照番号４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄで示し、第２非回折領域４２の縁部を参照番号４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄで示す。   The ninth embodiment is a modification of the eighth embodiment. A schematic plan view of the optical device of Example 9 is shown in FIG. 16A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. In the optical device according to the ninth embodiment, the second light reflecting layer 47 surrounds the second effective region 44. As in the eighth embodiment, a second ineffective area 45 extending from the second effective area 44 is formed on the second light reflecting layer 47, and the width of the second ineffective area 45 is 2 mm. Above (for example, 3 mm). The edges of the second effective area 44 are indicated by reference numerals 44A, 44B, 44C, 44D, the edges of the second diffraction area 41 are indicated by reference numerals 41A, 41B, 41C, 41D, and the second non-diffracting area 42 is shown. Are indicated by reference numerals 42A, 42B, 42C, 42D.

実施例９の変形例の模式的な平面図を図１７の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１７の（Ｂ）に示す。この変形例にあっては、第２回折格子部材４０は、実施例２における第２回折格子部材４０と同様に、
（Ｃ−１）所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成された第２回折領域４１、及び、
（Ｃ−２）少なくとも、第１回折格子部材３０に面した第２回折領域４１の縁部（回折領域／第２Ａ縁部４１Ａ）から延在し、所望のブラッグ条件を満足する干渉縞が形成されていない第２非回折領域４２、
を有し、第２有効領域４４は、第２回折領域４１と一致し、若しくは、第２回折領域４１の内部に位置し（図示した例では、第２有効領域４４は第２回折領域４１と一致している）、第２非回折領域４２と導光板２１との間に第２光反射層４７が設けられている。このような構成にあっても、第２非有効領域４５と一致する第２非回折領域４２の幅は２ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）である。尚、第２非回折領域４２は第２回折領域４１を取り囲んでいる。 A schematic plan view of a modification of the ninth embodiment is shown in FIG. 17A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. In this modification, the second diffraction grating member 40 is similar to the second diffraction grating member 40 in the second embodiment.
(C-1) a second diffraction region 41 in which interference fringes satisfying a desired Bragg condition are formed, and
(C-2) Interference fringes extending from at least the edge of the second diffraction region 41 (diffraction region / second A edge 41A) facing the first diffraction grating member 30 and satisfying a desired Bragg condition are formed. A second non-diffractive region 42,
And the second effective region 44 coincides with the second diffraction region 41 or is located inside the second diffraction region 41 (in the illustrated example, the second effective region 44 is the same as the second diffraction region 41). The second light reflection layer 47 is provided between the second non-diffractive region 42 and the light guide plate 21. Even in such a configuration, the width of the second non-diffractive region 42 coincident with the second non-effective region 45 is 2 mm or more (for example, 3 mm). Note that the second non-diffractive region 42 surrounds the second diffractive region 41.

以上の点を除き、実施例９あるいはその変形例の光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例６において説明した光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the optical device or image display device according to the ninth embodiment or its modification are the same as those of the optical device or image display device described in the sixth embodiment. Detailed description will be omitted.

実施例１０は、実施例７及び実施例９の組み合わせである。実施例１０の光学装置の模式的な平面図を図１８の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示す。実施例１０にあっては、第１光反射層３７は第１有効領域３４を取り囲んでいる。そして、第１有効領域３４の射影像は、第１回折領域３１の射影像と重なり合っており、第１非有効領域３５の射影像は、第１非回折領域３２の射影像と重なり合っている。一方、第２光反射層４７は第２有効領域４４を取り囲んでいる。そして、第２有効領域４４の射影像は、第２回折領域４１の射影像と重なり合っており、第２非有効領域４５の射影像は、第２非回折領域４２の射影像と重なり合っている。   Example 10 is a combination of Example 7 and Example 9. A schematic plan view of the optical device of Example 10 is shown in FIG. 18A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. In Example 10, the first light reflection layer 37 surrounds the first effective region 34. The projected image of the first effective area 34 overlaps with the projected image of the first diffractive area 31, and the projected image of the first ineffective area 35 overlaps with the projected image of the first non-diffracted area 32. On the other hand, the second light reflecting layer 47 surrounds the second effective region 44. The projected image of the second effective area 44 overlaps with the projected image of the second diffractive area 41, and the projected image of the second ineffective area 45 overlaps with the projected image of the second non-diffracted area 42.

以上の点を除き、実施例１０の光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the optical device or image display device of Example 10 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 1. Detailed description will be omitted.

実施例１１は、実施例１０の変形である。実施例１１の光学装置の模式的な平面図を図１９の（Ａ）に示し、模式的な断面図を図１９の（Ｂ）に示す。実施例１１にあっては、第１光反射層と第２光反射層とは、導光板２１上を延び、一体化されている。尚、このような光反射層を、図１９の（Ａ）及び（Ｂ）においては、参照番号３９で示す。   The eleventh embodiment is a modification of the tenth embodiment. A schematic plan view of the optical device of Example 11 is shown in FIG. 19A, and a schematic cross-sectional view is shown in FIG. In Example 11, the first light reflecting layer and the second light reflecting layer extend on the light guide plate 21 and are integrated. Such a light reflecting layer is indicated by reference numeral 39 in FIGS. 19A and 19B.

以上の点を除き、実施例１１の光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造は、実施例１において説明した回折格子部材、光学装置、あるいは、画像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。   Except for the above points, the configuration and structure of the optical device or image display device of Example 11 are the same as those of the diffraction grating member, optical device, or image display device described in Example 1. Detailed description will be omitted.

実施例１１の光学装置にあっては、導光板２１において、光反射層が存在する領域の反射率と反射層が存在しない領域の反射率（全反射）との差異をなくすことができる結果、輝度や色度の均一化を一層高めることができる。また、光反射層３９を構成する材料を選択することで、画像形成装置１１から出射された光の光利用効率を最大化しながら、高いシースルー特性を保持することが可能となるし、あるいは又、光反射層３９にサングラスとしての機能を付加することも可能となる。   In the optical device of Example 11, in the light guide plate 21, the difference between the reflectance of the region where the light reflection layer exists and the reflectance (total reflection) of the region where the reflection layer does not exist can be eliminated. Uniformity of brightness and chromaticity can be further increased. Further, by selecting the material constituting the light reflecting layer 39, it is possible to maintain high see-through characteristics while maximizing the light use efficiency of the light emitted from the image forming apparatus 11, or It is also possible to add a function as sunglasses to the light reflecting layer 39.

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。各実施例において説明した第１回折格子部材３０と第２回折格子部材４０とを、個々別々に独立して組み合わせることが可能であるし、実施例１１において説明した光反射層を、実施例１〜実施例１０において説明した光学装置に、適宜、適用することが可能である。また、回折格子部材に形成された干渉縞の傾斜角は、一定であってもよいし、傾斜角の値に変化を付けてもよい。即ち、例えば、第１回折格子部材において、傾斜角が最小傾斜角となる最小傾斜角領域よりも第２回折格子部材から遠い所に位置する外側領域に形成された干渉縞の傾斜角は、最小傾斜角領域から離れるほど大きく；最小傾斜角領域よりも第２回折格子部材に近い所に位置する内側領域に形成された干渉縞の傾斜角は、最小傾斜角領域に隣接する内側領域において最大傾斜角であり、最小傾斜角領域から離れるほど小さくなるといった構成を採用してもよい。あるいは又、第１回折格子部材は、反射型体積ホログラム回折格子から成るＱ層の仮想回折格子層が積層されて成ると仮定したとき、第１回折格子部材を構成する各仮想回折格子層の表面における干渉縞のピッチは等しく、且つ、仮想回折格子層相互の干渉縞のピッチも等しく、仮想回折格子層における干渉縞が仮想回折格子層の表面と成す角度を傾斜角としたとき、各仮想回折格子層において：（ａ）傾斜角が最小傾斜角となる最小傾斜角領域よりも第２回折格子部材から遠い所に位置する外側領域に形成された干渉縞の傾斜角は、最小傾斜角領域から離れるほど大きく、（ｂ）最小傾斜角領域よりも第２回折格子部材に近い所に位置する内側領域に形成された干渉縞の傾斜角は、最小傾斜角領域に隣接する内側領域において最大傾斜角であり、最小傾斜角領域から離れるほど小さくなり、第１回折格子部材を、最も第２回折格子部材に近い部分から最も第２回折格子部材から遠い部分まで、Ｒ個の区画に分けたとき、ｒ番目（但し、ｒ＝１，２・・・Ｒ）の第１回折格子部材の区画ＲＧ1_rは、Ｑ層の仮想回折格子層を、最も第２回折格子部材に近い部分から最も第２回折格子部材から遠い部分まで、Ｒ個の区画に分けたとき得られる仮想回折格子層の区画ＶＧ(r,q)（但し、ｑは、１からＱの範囲内で選択された、重複の無い、任意の整数）の積層構造から構成されているといった構成を採用してもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these Examples. The first diffraction grating member 30 and the second diffraction grating member 40 described in each embodiment can be combined individually and independently, and the light reflecting layer described in the embodiment 11 can be used in the first embodiment. It can be appropriately applied to the optical device described in the tenth embodiment. Further, the inclination angle of the interference fringes formed on the diffraction grating member may be constant, or the value of the inclination angle may be changed. That is, for example, in the first diffraction grating member, the inclination angle of the interference fringes formed in the outer region located farther from the second diffraction grating member than the minimum inclination angle region where the inclination angle is the minimum inclination angle is the minimum. The greater the distance from the tilt angle region, the larger the tilt angle of the interference fringes formed in the inner region located closer to the second diffraction grating member than the minimum tilt angle region is the maximum tilt in the inner region adjacent to the minimum tilt angle region. A configuration may be adopted in which the angle is a corner and becomes smaller as the distance from the minimum inclination angle region increases. Alternatively, when it is assumed that the first diffraction grating member is formed by laminating a virtual diffraction grating layer of Q layers made of a reflective volume hologram diffraction grating, the surface of each virtual diffraction grating layer constituting the first diffraction grating member When the pitch of the interference fringes in the virtual diffraction grating layer is equal and the pitch of the interference fringes between the virtual diffraction grating layers is also equal, and the angle formed by the interference fringes in the virtual diffraction grating layer with the surface of the virtual diffraction grating layer is the inclination angle, each virtual diffraction In the grating layer: (a) The inclination angle of the interference fringes formed in the outer region located farther from the second diffraction grating member than the minimum inclination angle region where the inclination angle is the minimum inclination angle is from the minimum inclination angle region. (B) The inclination angle of the interference fringes formed in the inner region located closer to the second diffraction grating member than the minimum inclination angle region is larger in the inner region adjacent to the minimum inclination angle region. so When the first diffraction grating member is divided into R sections from a portion closest to the second diffraction grating member to a portion farthest from the second diffraction grating member, r becomes smaller as the distance from the minimum inclination angle region increases. The section (RG 1 — r) of the first diffraction grating member of the th (where r = 1, 2,... R), the virtual diffraction grating layer of the Q layer is moved from the portion closest to the second diffraction grating member to the second diffraction grating. Section VG (r, q) of the virtual diffraction grating layer obtained by dividing the section into R sections far from the member (where q is selected within the range of 1 to Q, there is no overlap, and any (Integer integer) may be adopted.

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 1A and 1B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the first embodiment. 図２は、実施例１の画像表示装置の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of the image display apparatus according to the first embodiment. 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の光学装置の変形例の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 3A and 3B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of a modification of the optical device according to the first embodiment. 図３は、実施例２の光学装置の模式的な平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of the optical device according to the second embodiment. 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。4A and 4B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device of Example 3. 図６は、実施例３の画像表示装置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of the image display apparatus according to the third embodiment. 図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の光学装置の変形例の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 7A and 7B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of a modification of the optical device according to the third embodiment. 図８は、実施例４の光学装置の模式的な平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of the optical device according to the fourth embodiment. 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 9A and 9B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the fifth embodiment. 図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 10A and 10B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the sixth embodiment. 図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６の画像表示装置の概念図である。FIGS. 11A and 11B are conceptual diagrams of the image display apparatus according to the sixth embodiment. 図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 12A and 12B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the seventh embodiment. 図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７の光学装置の変形例の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 13A and 13B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of a modification of the optical device according to the seventh embodiment. 図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 14A and 14B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the eighth embodiment. 図１５は、実施例６の画像表示装置の概念図である。FIG. 15 is a conceptual diagram of an image display apparatus according to the sixth embodiment. 図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例９の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 16A and 16B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the ninth embodiment. 図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例９の光学装置の変形例の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 17A and 17B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of a modification of the optical device according to the ninth embodiment. 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１０の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。18A and 18B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to Example 10. 図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１１の光学装置の模式的な平面図、及び、模式的な断面図である。FIGS. 19A and 19B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view, respectively, of the optical device according to the eleventh embodiment. 図２０は、誘電体多層膜に光（Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分が含まれている）が入射されたときのＳ偏光成分及びＰ偏光成分の通過／反射特性の一例を示すグラフである。FIG. 20 is a graph illustrating an example of transmission / reflection characteristics of the S-polarized component and the P-polarized component when light (including the P-polarized component and the S-polarized component) is incident on the dielectric multilayer film. 図２１の（Ａ）は、ＷＯ ２００５／０９３４９３ Ａ１ に開示された画像表示装置の概念図であり、図２１の（Ｂ）は、問題点を説明するための図であり、図２１の（Ｃ）は、干渉縞への入射角の補角Θ、干渉縞の傾斜角φ、回折格子部材に光が侵入しているときの入射角ψの関係を示す図である。FIG. 21A is a conceptual diagram of an image display device disclosed in WO 2005/094933 A1, and FIG. 21B is a diagram for explaining the problem, and FIG. ) Is a diagram showing the relationship between the complementary angle Θ of the incident angle to the interference fringe, the inclination angle φ of the interference fringe, and the incident angle ψ when light enters the diffraction grating member. 図２２は、回折格子部材の内部に形成された干渉縞の傾斜角φの変化量Δφを示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing the amount of change Δφ of the inclination angle φ of the interference fringes formed inside the diffraction grating member. 図２３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、干渉縞の傾斜角の変化量Δφが０度のときの輝度と画角θの関係を示すグラフ、及び、干渉縞の傾斜角の変化量Δφが±０．３度のときの、輝度と画角θの関係を示すグラフである。23A and 23B are a graph showing the relationship between the luminance and the angle of view θ when the change amount Δφ of the interference fringe is 0 degrees, and the change amount of the inclination angle of the interference fringes, respectively. It is a graph which shows the relationship between a brightness | luminance and angle of view (theta) when (DELTA) phi is +/- 0.3 degree | times.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・画像表示装置、１１・・・画像形成装置、１２・・・コリメート光学系、２０・・・光学装置、２１・・・導光板、２１Ａ・・・導光板の第１面、２１Ｂ・・・導光板の第２面、２２・・・第１領域、２３・・・第２領域、３０・・・第１回折格子部材、３１・・・第１回折領域、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ・・・第１回折領域の縁部、３２・・・第１非回折領域、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ・・・第１非回折領域の縁部、３４・・・第１有効領域、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ・・・第１有効領域の縁部、３５・・・第１非有効領域、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ・・・第１非有効領域の縁部、３７・・・第１光反射層、３９・・・光反射層、４０・・・第２回折格子部材、４１・・・第２回折領域、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ・・・第２回折領域の縁部、４２・・・第２非回折領域、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ・・・第２非回折領域の縁部、４４・・・第２有効領域、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ・・・第２有効領域の縁部、４５・・・第２非有効領域、４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４５Ｄ・・・第２非有効領域の縁部、４７・・・第２光反射層、５０・・・瞳
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Image display apparatus, 11 ... Image forming apparatus, 12 ... Collimating optical system, 20 ... Optical apparatus, 21 ... Light guide plate, 21A ... 1st surface of a light guide plate, 21B ... 2nd surface of light guide plate, 22 ... 1st area, 23 ... 2nd area, 30 ... 1st diffraction grating member, 31 ... 1st diffraction area, 31A, 31B, 31C , 31D... Edge of first diffractive region, 32... First non-diffractive region, 32A, 32B, 32C, 32D. , 34A, 34B, 34C, 34D ... edge of the first ineffective area, 35 ... first ineffective area, 35A, 35B, 35C, 35D ... edge of the first ineffective area, 37 .. First light reflection layer, 39... Light reflection layer, 40... Second diffraction grating member, 41. , 41B, 41C, 41D ... edge of the second non-diffractive region, 42 ... second non-diffractive region, 42A, 42B, 42C, 42D ... edge of the second non-diffractive region, 44 ... Second effective area, 44A, 44B, 44C, 44D ... Edge of second effective area, 45 ... Second ineffective area, 45A, 45B, 45C, 45D ... Edge of second ineffective area 47, second light reflecting layer, 50, pupil

Claims (16)

（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（Ｂ）導光板に入射した光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射した光を回折反射する第１有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材、及び、
（Ｃ）導光板から光を出射するように、導光板の内部を全反射により伝播した光を回折反射する第２有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材、
を備えた光学装置であって、
少なくとも、第２回折格子部材に面した第１回折格子部材の第１有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第２回折格子部材に向かって、導光板の第１領域上には第１光反射層が設けられていることを特徴とする光学装置。 (A) A light guide plate that is irradiated with light and propagates through the interior by total reflection;
(B) A first effective area hologram diffraction grating having a first effective area that diffracts and reflects light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate. A diffraction grating member, and
(C) a second diffraction grating member having a second effective region for diffracting and reflecting light propagated by total reflection inside the light guide plate so as to emit light from the light guide plate, and comprising a reflective volume hologram diffraction grating;
An optical device comprising:
At least on the first region of the light guide plate from the portion of the light guide plate corresponding to the end of the first effective region of the first diffraction grating member facing the second diffraction grating member toward the second diffraction grating member An optical device comprising a first light reflecting layer. 第１光反射層は第１有効領域を取り囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。The optical device according to claim 1, wherein the first light reflecting layer surrounds the first effective region. 第１光反射層上には、第１有効領域から延在する第１非有効領域が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。The optical device according to claim 2, wherein a first non-effective area extending from the first effective area is formed on the first light reflecting layer. 第１非有効領域の幅は２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。The optical device according to claim 3, wherein the width of the first ineffective area is 2 mm or more. 少なくとも、第１回折格子部材に面した第２回折格子部材の第２有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第１回折格子部材に向かって、導光板の第２領域上には第２光反射層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。At least on the second region of the light guide plate from the portion of the light guide plate corresponding to the end of the second effective region of the second diffraction grating member facing the first diffraction grating member toward the first diffraction grating member The optical device according to claim 1, further comprising a second light reflecting layer. 第２光反射層は第２有効領域を取り囲んでいることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。The optical device according to claim 5, wherein the second light reflecting layer surrounds the second effective area. 第２光反射層上には、第２有効領域から延在する第２非有効領域が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。The optical device according to claim 2, wherein a second non-effective area extending from the second effective area is formed on the second light reflecting layer. 第２非有効領域の幅は２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。The optical device according to claim 7, wherein the width of the second ineffective area is 2 mm or more. 第１光反射層と第２光反射層とは、導光板上を延び、一体化されていることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。The optical device according to claim 5, wherein the first light reflecting layer and the second light reflecting layer extend on the light guide plate and are integrated. 第１光反射層及び第２光反射層は、偏光選択性を有することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。The optical device according to claim 5, wherein the first light reflection layer and the second light reflection layer have polarization selectivity. 第１光反射層及び第２光反射層は、誘電体多層膜から成ることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。The optical device according to claim 10, wherein the first light reflection layer and the second light reflection layer are made of a dielectric multilayer film. 第１光反射層及び第２光反射層は、波長選択性を有することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。The optical device according to claim 5, wherein the first light reflection layer and the second light reflection layer have wavelength selectivity. 第１光反射層及び第２光反射層は、金属又は合金から成ることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。The optical device according to claim 5, wherein the first light reflection layer and the second light reflection layer are made of a metal or an alloy. （ａ）画像形成装置と、
（ｂ）画像形成装置から出射された光を平行光束とするコリメート光学系と、
（ｃ）コリメート光学系にて平行光束とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
から成る画像表示装置であって、
光学装置は、
（Ａ）光が入射され、内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（Ｂ）導光板に入射した光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射した光を回折反射する第１有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材、及び、
（Ｃ）導光板から光を出射するように、導光板の内部を全反射により伝播した光を回折反射する第２有効領域を有し、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２回折格子部材、
を備えており、
少なくとも、第２回折格子部材に面した第１回折格子部材の第１有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第２回折格子部材に向かって、導光板の第１領域上には第１光反射層が設けられていることを特徴とする画像表示装置。 (A) an image forming apparatus;
(B) a collimating optical system that converts the light emitted from the image forming apparatus into a parallel luminous flux;
(C) An optical device in which light that has been converted into a parallel light beam by a collimating optical system is incident, guided, and emitted.
An image display device comprising:
The optical device
(A) A light guide plate that is irradiated with light and propagates through the interior by total reflection;
(B) A first effective area hologram diffraction grating having a first effective area that diffracts and reflects light incident on the light guide plate so that the light incident on the light guide plate is totally reflected inside the light guide plate. A diffraction grating member, and
(C) a second diffraction grating member having a second effective region for diffracting and reflecting light propagated by total reflection inside the light guide plate so as to emit light from the light guide plate, and comprising a reflective volume hologram diffraction grating;
With
At least on the first region of the light guide plate from the portion of the light guide plate corresponding to the end of the first effective region of the first diffraction grating member facing the second diffraction grating member toward the second diffraction grating member An image display device comprising a first light reflection layer. 少なくとも、第１回折格子部材に面した第２回折格子部材の第２有効領域の端部に対応した導光板の部分から、第１回折格子部材に向かって、導光板の第２領域上には第２光反射層が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。 At least on the second region of the light guide plate from the portion of the light guide plate corresponding to the end of the second effective region of the second diffraction grating member facing the first diffraction grating member toward the first diffraction grating member The image display device according to claim 14 , further comprising a second light reflecting layer. 第１光反射層と第２光反射層とは、導光板上を延び、一体化されていることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 15 , wherein the first light reflection layer and the second light reflection layer extend on the light guide plate and are integrated.
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